走行するサラブレッドの遊脚期における振動数の調整
歩容は各肢の振動数と位相差で記述でき，多くの歩容に関する研究は各肢の振動数が一致している前提で，主に位相差の制御を議論してきた．しかし，サラブレッドのように前後肢の構造に差があり固有振動数が異なる場合，歩容を実現するためには振動数を一致させる制御も必要である．そこで本研究は，サラブレッドの四肢の振動数を調整するメカニズムを明らかにするため，各肢を合成振子として扱いダイナミクスの観点から前後肢の運動を比較した．実験ではトレッドミル上を走るサラブレッドをモーションキャプチャで計測し，エネルギーに基づいた解析を行い，後肢は主に回転トルクでスイングするのに対し，前肢は後肢に比べ固有振動数が低いためトル...
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| Published in | バイオメカニズム学会誌 Vol. 41; no. 2; pp. 91 - 97 |
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| Main Authors | , , , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
バイオメカニズム学会
2017
|
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 0285-0885 |
| DOI | 10.3951/sobim.41.2_91 |
Cover
| Abstract | 歩容は各肢の振動数と位相差で記述でき，多くの歩容に関する研究は各肢の振動数が一致している前提で，主に位相差の制御を議論してきた．しかし，サラブレッドのように前後肢の構造に差があり固有振動数が異なる場合，歩容を実現するためには振動数を一致させる制御も必要である．そこで本研究は，サラブレッドの四肢の振動数を調整するメカニズムを明らかにするため，各肢を合成振子として扱いダイナミクスの観点から前後肢の運動を比較した．実験ではトレッドミル上を走るサラブレッドをモーションキャプチャで計測し，エネルギーに基づいた解析を行い，後肢は主に回転トルクでスイングするのに対し，前肢は後肢に比べ固有振動数が低いためトルク発揮と共に振子長の短縮も行い，よりエネルギーを増加させ振動を加速させることを明らかにした．以上より，サラブレッドは各肢の力学的差異を補償しながら，各肢の振動数を調整して走行していることが示唆された． |
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| AbstractList | 歩容は各肢の振動数と位相差で記述でき，多くの歩容に関する研究は各肢の振動数が一致している前提で，主に位相差の制御を議論してきた．しかし，サラブレッドのように前後肢の構造に差があり固有振動数が異なる場合，歩容を実現するためには振動数を一致させる制御も必要である．そこで本研究は，サラブレッドの四肢の振動数を調整するメカニズムを明らかにするため，各肢を合成振子として扱いダイナミクスの観点から前後肢の運動を比較した．実験ではトレッドミル上を走るサラブレッドをモーションキャプチャで計測し，エネルギーに基づいた解析を行い，後肢は主に回転トルクでスイングするのに対し，前肢は後肢に比べ固有振動数が低いためトルク発揮と共に振子長の短縮も行い，よりエネルギーを増加させ振動を加速させることを明らかにした．以上より，サラブレッドは各肢の力学的差異を補償しながら，各肢の振動数を調整して走行していることが示唆された． |
| Author | 高橋, 敏之 太田, 憲 松本, 拓也 湯川, 治敏 間, 弘子 仰木, 裕嗣 |
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| Issue | 2 |
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| PublicationTitle | バイオメカニズム学会誌 |
| PublicationTitleAlternate | バイオメカニズム学会誌 |
| PublicationYear | 2017 |
| Publisher | バイオメカニズム学会 |
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| References | 7) Clayton, H. M., Hodson, E., Lanovaz, J. L. and Colborne, G. R.: The hindlimb in walking horses: 2. Net joint moments and joint powers, Equine Veterinary Journal, 33(1), 44-48, (2001). 5) 浅野文彦，羅志偉：パラメータ励振に基づく伸縮脚ロボットの動的歩行制御, 日本ロボット学会誌，23(7)，910-918，(2005 3) Buchner, H. H. F., Savelberg, H. H. C. M., Schamhardtt,H. C. and Barneveld, A.: Inertial properties of dutch warmblood horses, Journal of Biomechanics, 30(6), 653-658, (1997). 6) Clayton, H. M., Hodson, E. and Lanovaz, J. L.: The forelimb in walking horses: 2. Net joint moments and joint powers, Equine Veterinary Journal, 32(4), 295-299, (2000). 2) 大脇大，石黒章夫：ミニマルな CPG モデ ルから探る四脚動物の脚間協調メカニズム，計測と制御，54(4)， 272-277，(2015 4) Yamazaki, N., Ohta, K. and Ohgi, Y.: Mechanical energy transfer by internal force during the swing phase of running, Procedia Engineering, 34, 772-777, (2012). 8) 植村隆志，小金澤鋼一，加藤達郎，田中靖久，笠井妙美：可変モーメントアームをもつ振り子モデルによる鉄棒運動の解析，東海大学総合経営学部紀要，(1)，57-63，(2008 1) 伊藤宏司：身体知システム論―ヒューマンロボティクスによる運動の学習と制御，139-166，共立出版，(2005 |
| References_xml | – reference: 4) Yamazaki, N., Ohta, K. and Ohgi, Y.: Mechanical energy transfer by internal force during the swing phase of running, Procedia Engineering, 34, 772-777, (2012). – reference: 5) 浅野文彦，羅志偉：パラメータ励振に基づく伸縮脚ロボットの動的歩行制御, 日本ロボット学会誌，23(7)，910-918，(2005)． – reference: 3) Buchner, H. H. F., Savelberg, H. H. C. M., Schamhardtt,H. C. and Barneveld, A.: Inertial properties of dutch warmblood horses, Journal of Biomechanics, 30(6), 653-658, (1997). – reference: 8) 植村隆志，小金澤鋼一，加藤達郎，田中靖久，笠井妙美：可変モーメントアームをもつ振り子モデルによる鉄棒運動の解析，東海大学総合経営学部紀要，(1)，57-63，(2008)． – reference: 7) Clayton, H. M., Hodson, E., Lanovaz, J. L. and Colborne, G. R.: The hindlimb in walking horses: 2. Net joint moments and joint powers, Equine Veterinary Journal, 33(1), 44-48, (2001). – reference: 6) Clayton, H. M., Hodson, E. and Lanovaz, J. L.: The forelimb in walking horses: 2. Net joint moments and joint powers, Equine Veterinary Journal, 32(4), 295-299, (2000). – reference: 1) 伊藤宏司：身体知システム論―ヒューマンロボティクスによる運動の学習と制御，139-166，共立出版，(2005)． – reference: 2) 大脇大，石黒章夫：ミニマルな CPG モデ ルから探る四脚動物の脚間協調メカニズム，計測と制御，54(4)， 272-277，(2015)． |
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| SourceType | Publisher |
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| SubjectTerms | エネルギー変化率 サラブレッド モーションキャプチャ 可変モーメント振子モデル 振動数 歩容 |
| Title | 走行するサラブレッドの遊脚期における振動数の調整 |
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