| 研究課題/領域番号 |
21K14104
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
上村 知也 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80881789)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2023年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | ギャロップ / ４脚ロボット / チーター / ウマ / シンプルモデル / 四足動物 / ギャロップ歩容 / 体幹柔軟性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
四足動物が高速走行で用いるギャロップ歩容は，左右の脚の運びが逆位相から外れるのが特徴で，脚が地面につく順番によってチーターなどが行うロータリーと，ウマなどが行うトランスバースに分類される．本研究では，ピッチ方向とロール方向にそれぞれ2つの回転自由度を持つシンプルなモデルの周期解を解析的に求め，ギャロップ歩容の非対称性と2種類の歩容が生成されるメカニズムを明らかにする．さらに，動物の計測結果と比較し，動物種によって2種類のギャロップを選択的に用いる理由を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
四足動物が高速域で用いるギャロップは，左右の脚の運びが逆位相から外れるのが特徴で，脚が地面につく順番によってチーターなどが行うロータリーと，ウマなどが行うトランスバースに分類される．この差異を生み出す力学的要因として，体幹部のロール方向の回転自由度が重要な役割を果たすと予想している．そこで，ロール方向の体幹ねじれ自由度を持つシンプルなモデルを構築し，数値計算によって周期解を探索した結果，ロータリーとトランスバースに相当する接地順を持つ解が得られ，それぞれの解の力学的特性が明らかになった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は，生物学でも古くから議論されていたチーターとウマが用いる２種類のギャロップの差異について，動力学の立場から原理を説明する．また，ギャロップのパラメータ依存性が明らかになったことから，今後４脚ロボットを開発するにあたって，どのような歩容がそのロボットに可能であるか，また，どのような制御が必要となるかについて議論できるようになった．
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