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4足歩行の謎に迫る画期的な論文
森 大志
@mori0091
見逃してた！これだよこれ！ 歩いたり走ったりするだけのために動物が膨大な計算をやってるハズが無いんだって。 速度に応じて自発的に足並みを変え、犬のように歩き走る四脚ロボット開発 | マイナビニュース news.mynavi.jp/news/2017/03/2… #マイナビニュース
2017-09-06 19:45:41
森 大志
@mori0091
なんてこったい。分かってたのに…。 「歩容を生み出すのは脳じゃない身体だ！」 「歩行の制御則はもっとずっと単純なはずだ！」 そう直感したからからくり人形を作ってたのに。 やってきたことは電子計算機を機械式計算機に作り変えてただけで、結局は中央集権型じゃないか！全部やり直しだ！
2017-09-06 20:03:17
森 大志
@mori0091
いや待てよ。よくよく考えてみると、 脚や体の機構はほぼ出来上がってて 「制御則を計算する機械式計算機の設計」 に悩んでた、のか？ あれ？もしかして…
2017-09-06 20:11:00分かった！（わかってない）
森 大志
@mori0091
件の論文をざっと斜め読み。 やってることは分かった。 足先にかかる床反力と脚の位相に応じて脚の回転数を減速している。 この制御則ではギャロップのデューティー比にならない事も分かった。 動画でもギャロップというよりバウンスになっている。 制御則の改良が必要だ。ほんのわずかな改良が。
2017-09-06 21:08:15
森 大志
@mori0091
言い換えると、あの制御則は床反力と位相に応じて脚の線速度とデューティー比を変化させるものなんだけど、式を見る限り四足獣のそれとは（傾向的には近いけど）違う（だろう）ということ。
2017-09-06 21:27:45
森 大志
@mori0091
そして、昨日ツイートしたスコッチヨークと差動装置を組み合わせた機構。あれを少しいじると脚のデューティー比を任意に変更できる機構になる。 何たる偶然！
2017-09-06 21:35:51昨日ツイートした機構とは
森 大志
@mori0091
scotch yokeと差動装置で偏心歯車に似たものができた 偏心歯車の回転数は乗除算（ギア比が変化）で、 こっちは加減算（振り子運動で増減）な感じ どちらも0とπで入出力の位相が一致する #Algodoo #Phun #機構学 pic.twitter.com/JnXNVKFeez
2017-09-05 22:00:17
森 大志
@mori0091
入出力の回転数が一致する箇所も2か所ある。 入力側の位相がπ/2と3π/2の時。 出力側の位相はπ/2 + aと3π/2 - a。(aは定数) 偏心歯車ならギア比がちょうど1:1になる時 動画の機構であれば振り子が振り切った時 に対応する
2017-09-06 01:31:44
森 大志
@mori0091
振り子が振り切った時の緑円の位相をbとおくと、 a = 2b （差動装置だから） もしb > π/4となるように構成した場合、 a > π/2となるから、出力側の位相は 一度πを通り越した後、一旦戻って、再び進んで、0になる という、何の役に立つかよー分からん動作になるｗ
2017-09-06 01:44:31
森 大志
@mori0091
もう１つ。 scotch yokeの円盤を入力軸とは別に設け、scotch yokeの回転数を入力軸のＮ倍や1/N倍にするとまた面白い動きになる。うまく組むとステッピングモーターのような動きになったり。
2017-09-06 01:59:01あれあれ？おかしいぞ？
森 大志
@mori0091
あの制御則、式を少し勘違いしてた。減速だけじゃなく増速もしてる。遊脚期は等速、支持脚期は脚が床に着くと増速し、真下で元の回転数に戻る。その後減速し、脚が床から離れるとまた元の回転数に戻る。 足裏で床を掴んで後ろへ送り出す感じ…て、何でウォークやトロットのデューティ比になるの？
2017-09-07 02:16:11
森 大志
@mori0091
「脚のデューティー比を任意に変更できる機構」でけた。 スコッチヨークの回転径をトランメルギアで変化させることで差動装置の振り子運動の振幅が変化する。入力の位相に振り子の位相が加わって出力される。ウォークからトロット、ギャロップまで連続的にデューティー比を変化させられる…ハズ。 pic.twitter.com/8kOmzZ9e87
2017-09-07 02:48:41
森 大志
@mori0091
…。ちょっと待て。 sinとcosの違いはあれど、トランメルギアの径を σNi と見做せば、この機構、この制御則そのものじゃね？嘘だろ…。 #Algodoo #Phun #機構学 nature.com/articles/s4159… pic.twitter.com/Wi1EAN9w9i
2017-09-07 03:03:54
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森 大志
@mori0091
しかし床反力Niは遊脚期では常に０だし、支持脚期では正の値になるはずだしな…。トロットの時はデューティー比が0.5、回転数一定のはずなので、この制御則だと床反力が常に０ってことになっちゃう。 まだ何か勘違いしてるのかな…？？
2017-09-07 03:21:21
森 大志
@mori0091
( ,,`･ω･´)ﾝﾝﾝ？ あ。あー。このφiって、角速度ωで等速回転してる入力側の位相「ではなくて」出力側の位相か！で左辺のドット付きのφiはその微分＝出力側の角速度か！ んで、トロットの支持脚期は期間は遊脚期と同じだけど等速ではない、みたいな感じか。やべえ検証できねー
2017-09-07 03:45:43