2014 Fiscal Year Annual Research Report
シミュレーションとロボットを用いた四足動物の移動パターン生成原理の究明
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25870084
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
福岡 泰宏 茨城大学, 工学部, 准教授 (40418679)
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2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ４足モデル / シミュレーション / 移動パターン / ４足ロボット |
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| Outline of Annual Research Achievements |
４足動物は低/中/高速において移動パターン(脚の動かし方)をwalk→trot→gallopと変化させることが知られている．しかし，個々の移動パターンがどのように神経内に構築されたのかは不明である．我々は，シミュレーションモデルとロボットを用いてこれを明らかにすることを目標とした．H25年度に実施したシミュレーションにおいては，速度変化と共に生じる胴体傾き変化を制御系にフィードバックすることで，唯一プログラムに設定しているtrotからプログラムしていないwalk，gallopが自然発生することを発見した．これらは動物にもみられる移動パターンである．また，H26年度は新たに，実際の動物にも適用されている制御系への脚負荷フィードバックを胴体傾きフィードバックの変わりに用いることで，より動物に近い制御系を構築した．結果として，walk，gallopに加えて，さらにdiagonal walk, right-lead canter, left-lead canter, right-lead transverse gallop, left-lead transverse gallopというプログラムしていない移動パターンを出現させることに成功した．これらはまた，動物に実際にみられる移動パターンである．さらに，それらの移動パターンが出現する簡単な原理を発見することにも成功し，国際論文誌に発表した．そのような，あらゆる移動パターンの生成原理を説明できる一貫した簡素なルールを提案したのは我々が知る限り世界で始めてであり，生物学会においても有用な知見となると考えている．また，ロボットにおいてもH25年度に実現したシミュレーションと同様の移動パターン遷移を実現することにほぼ成功しているが，今後更なる改善を行う予定である．
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