2022 Fiscal Year Annual Research Report
Motion Hacking Elucidates Flexible Inter-leg Coordination Mechanism in Insect Locomotion
Publicly Offered Research
| Project Area | Science of Soft Robot: interdisciplinary integration of mechatronics, material science, and bio-computing |
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| Project/Area Number |
21H00317
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
大脇 大 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40551908)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | Motion Hacking / 歩行 / 位相応答解析 / ミズクラゲ / リザバー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
目的達成のため，以下の手順で研究を進める．Step1(筋モデル):実験データから，電気刺激-筋出力特性の個体差を含む階層ベイズモデル化．Step2(身体モデル): 筋モデルと無負荷運動データから，順運動学により昆虫の身体の力学的特性を推定する．Step3(歩行モデル): 歩行中の筋刺激による脚間協調変容データから歩行制御機序を抽出する．
[令和4(2022)年度]
「歩行中の脚運動制御に基づく位相応答解析による歩行リズム調整機序のモデル化」歩行中に筋を電気刺激し歩行運動に介入した際の，脚運動の変化を定量化した．得られたデータに対して，位相応答解析を行うことで，介入脚における歩行リズム調整機序をモデル化した．具体的には，脚の運動位相を，計測した歩行周期に基づく位相振動子でモデル化し，位相応答関数を推定した．得られた位相応答関数から，電気刺激した筋特性が歩行のリズム制御に与える影響を明らかにした．
[その他の成果（A03班長：中嶋Gとの共同研究）]
昆虫の歩行時の筋への電気刺激データから，Motion Hackingによる昆虫の歩行への介入が，昆虫の歩行運動を「動物リザバー」として解析できる可能性を検証した．ミズクラゲをあらたな実験生物をして採用し，Motion Hackingによる浮遊運動の制御方策を検証した．さらに，ソフトな身体を活用するミズクラゲの浮遊をリザバーとして据えることで，その浮遊運動のメカニズムを解明することを試みた．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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