論文の概要: Landing-Induced Viscoelastic Changes in an Anthropomimetic Foot Joint Structure are Modulated by Foot Structure and Posture
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.14634v1
- Date: Wed, 21 Jan 2026 04:16:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.875525
- Title: Landing-Induced Viscoelastic Changes in an Anthropomimetic Foot Joint Structure are Modulated by Foot Structure and Posture
- Title（参考訳）: 足関節構造における着地に伴う粘弾性変化は足の構造と姿勢によって調節される
- Authors: Satoru Hashimoto, Yinlai Jiang, Hiroshi Yokoi, Shunta Togo,
- Abstract要約: 人間の足の骨格形状を再現する人為的な足の構造を構築した。
本研究では, 骨格構造と姿勢が粘弾性応答に及ぼす影響について検討した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8338950557194913
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Cadaveric studies have provided important insights into the mechanics of the human foot arch and plantar fascia. However, repeatedly probing posture-dependent viscoelastic responses immediately after landing impact is difficult in biological specimens, leaving the contribution of skeletal architecture to landing dynamics incompletely understood. In this study, we developed an anthropomimetic foot joint structure aimed at replicating the skeletal geometry of the human foot. Using a vertical drop apparatus that simulates landing and a viscoelastic system-identification model, we investigated how skeletal structure and posture modulate the apparent post-impact viscoelastic response. The results show that the multi-jointed anthropomimetic structure exhibited a higher damping ratio than simplified flat and rigid feet. Moreover, ankle dorsiflexion and toe extension systematically shifted the identified parameters, reducing the damping ratio under the tested conditions. Taken together, these findings indicate that an arch-like, multi-jointed skeletal architecture can enhance impact attenuation in an anthropomimetic mechanical foot, and that morphology and passive posture alone can tune the trade-off between attenuation and rebound. The observed posture-dependent trends are qualitatively consistent with reported differences in human landing strategies, suggesting that skeletal architecture may partly account for the modulation. Furthermore, these results highlight the engineering advantage of anatomically informed skeletal replication for achieving human-like apparent viscoelastic behavior through postural adjustment during landing.
- Abstract（参考訳）: カダベリック研究は、人間の足のアーチと足のファシズムの力学に関する重要な洞察を与えてきた。
しかし, 着地直後の姿勢依存性粘弾性応答の繰り返しは生体試料では困難であり, 着地力学への骨格構造の寄与は不完全である。
本研究では,人間の足の骨格形状を再現する人為的足関節構造を開発した。
着陸を模擬した垂直落下装置と粘弾性系の同定モデルを用いて, 骨格構造と姿勢が粘弾性後応答をどう調節するかを検討した。
以上の結果から,多関節の人為的構造は,簡易な平足と剛足よりも高い減衰率を示した。
さらに, 足関節背屈および足指伸展は特定パラメータを系統的に変化させ, 試験条件下での減衰率を低下させた。
以上より,アーチ状多関節骨格構造は人為的機械的足の衝撃減衰を増強し,形態学的および受動的姿勢だけで減衰とリバウンドのトレードオフを調整できることが示唆された。
観察された姿勢依存性の傾向は、人間の着陸戦略の報告された相違と定性的に一致しており、骨格構造が部分的に調節に寄与する可能性があることを示唆している。
さらに, 本研究は, 着陸時の姿勢調整を通じて, 人間の様の粘弾性挙動を達成するために, 解剖学的に情報を得た骨格複製の工学的利点を強調した。
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