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다족 동물의 보행 운동 계획

전문가 제언: ○ 다족 동물의 보행 패턴을 결정하기 위해서는 각 다리의 운동 위상관계를 나타내는 걸음걸이 외에도 다리의 운동주기, 진폭 등 많은 운동 파라미터나 다리의 유각궤도를 결정할 필요가 있다.

○ 4족 동물의 보행 중 다리의 운동주기에 대한 접지시간의 비율을 나타내는 듀티 비가 0.5 이상인 걸음걸이를 모아서 워크(walk)라고 부르며, 각 족 간의 위상관계는 워크와 같으나 듀티 비가 0.5보다 적을 때 앰블(amble)이라고 부른다.

○ 4족 동물의 이동속도가 빨라지면 갤럽(gallop)이라는 걸음걸이가 관찰되며, 이는 캔터(canter), 트랜스버즈 갤럽, 로터리 갤럽과 같은 서브 카테고리로 분류된다. 그리고 워크, 트로트, 페이스는 좌우 다리의 움직임이 역위상인 것으로부터 대칭 걸음걸이라고 불린다.

○ 다종 보행에 있어서 다리의 한 운동주기에 동체가 앞으로 가는 거리를 스트라이드 길이라고 하며, 다리가 접지하고 있는 사이에 동체가 앞으로 가는 거리를 스텝 길이 혹은 스탠스 길이라고 부른다. 스텝 길이는 동체에서 본 다리의 진폭에 가까운 값이 되나 진폭에는 접지 종료 후의 축출폭도 포함되기 때문에 그것보다 다소 작은 값이 된다.

○ 다족 동물의 유각운동은 유각 개시 시의 초속도와 위치에 따르는 자유낙하운동이라고 하는 탄도 모델을 Mochon과 McMahon이 제안하였다. 이 모델에 의한 유각궤도는 관절 토크를 필요로 하지 않는다는 점에서 매력적이며, 이는 McGeer에 의한 수동 보행 로봇의 개발 아이디어로 연계되었다.

○ 다족 동물의 최적 운동궤도를 계산할 때 다리를 허벅다리 관절과 무릎 관절의 두 관절만을 고려한 2링크의 역학 모델로 하였다. 이 최적 운동궤도의 특징은 사람의 유각궤도 특징과 많은 점에서 일치하며, 최적 관절 토크도 사람의 운동계측 결과로부터 추정된 관절 토크의 특징과 잘 일치하였다.

저자: Jun Nishii
자료유형: 학술정보