ワニ,ロボット,恐竜の尾を助けたピッチコントロール
Thomas Libby1, Talia Y Moore, Evan Chang-Siu
1Center for Interdisciplinary Bio-Inspiration in Education and Research, University of California, Berkeley, California 94720-3140, USA.
Nature
|January 6, 2012
まとめ
ワニは尻尾を積極的に使って,ジャンプ中に体を安定させ,角運動量をリダイレクトします. このダイナミックなテールコントロールは,機敏性を高め,動物の動きとロボットデザインの洞察を提供します.
科学分野:
- バイオメカニクス バイオメカニクス
- 動物学 動物学
- ロボット工学 ロボット工学 ロボット工学
背景:
- 熱足類の恐竜は,ダイナミックな安定化のために尾を使っていたのかもしれない.
- 振動する付属体による慣性制御は,様々な動物の運動を助けます.
- 移動におけるトカゲの尾関数は依然として議論の余地があり,尾の喪失後のパフォーマンスの結果は様々である.
研究 の 目的:
- 移動中の身体姿勢の安定化におけるアクティブな尾の振動の役割を調査する.
- 慣性付属体の使用を理解するために制御理論の枠組みを適用する.
- テイルベースの安定化の進化的影響と,ロボットの応用におけるその可能性を探求する.
主な方法:
- ビデオに収録された赤頭アガマトカゲ (アガマアガマ) が,誘導された角運動量干渉によるジャンプを実行している.
- コントロールされたピッチ安定化実験のためのアクティブ・テールを持つのサイズのロボットを開発しました.
- 動力学モデルを用いて,振動する尾,硬い尾,従順尾,欠席尾の回転効果を比較した.
主要な成果:
- ワニは尻尾の振動を積極的に制御し,角運動を誘導し,サギタルの平面の体姿勢を安定させます.
- 振動する尾は,硬直,適合,または尾のないシナリオと比較して,体の回転を大幅に減少させます.
- Velociraptor mongoliensisのモデルは,アガマトカゲよりも高い尾の効果を示し,ダイナミック安定化仮説を支持しました.
結論:
- アクティブ・テール・コントロールは,ジャンプするトカゲの体姿勢を安定させるために極めて重要です.
- この研究は,付属体の進化と運動における慣性制御の理解を前進させる.
- この発見は,機敏で操縦しやすいロボットを開発するための生物学的インスピレーションを提供します.
