論文の概要: Natural Locomotion: Principle and Method

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.28254v1
• Date: Wed, 27 May 2026 10:05:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-28 17:38:55.955973
• Title: Natural Locomotion: Principle and Method
• Title（参考訳）: 自然移動:原理と方法
• Authors: Mirado Mortel, Luc Jaulin, Lionel Lapierre, Simon Rohou,
• Abstract要約: 本稿では,環境制約や相互作用によって移動が媒介されるシステムの交換原理として自然移動を定式化する。 内部発振器が周期的に帰還すると、運動は自然であり、体がドリフトし、平均的な推進-振動子交換力は1サイクルで消滅する。 理想的ノンホロノミノ・スリップ・システム(Chaplygin-Sleigh / pendulum-driven car)と3体拡張( three-body extension)の原理を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5224436211478212
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Robotic locomotion can become efficient when mechanisms exploit passive dynamics, compliance, and resonance rather than track prescribed trajectories. This paper formulates natural locomotion as an exchange principle for systems whose motion is mediated by environmental constraints or interactions. A motion is natural when an internal oscillator returns periodically, the body pose drifts, and the mean Propulsion--Oscillator Exchange power (POE power) vanishes over one cycle. The selected family is a Natural Locomotion Manifold (NLM). We develop the conservative realization of this principle for continuous ideal environmental constraints: the constraints do no external work, total mechanical energy is conserved, and zero mean POE power is an internal exchange with the environment-mediated propulsive channel, not external energy input. The method is a closed/open construction. The propulsive channel is first closed to reveal an effective internal oscillator, organized by scalar action-angle structure in one effective degree of freedom or by nonlinear modal sectors in several degrees of freedom. The channel is then reopened, pose is reconstructed, and accepted cycles must preserve internal recurrence and zero mean POE power. We demonstrate the principle on two ideal nonholonomic no-slip systems: a Chaplygin-sleigh / pendulum-driven car and a three-body extension. In the scalar case, POE closure is equivalent to the missing internal return condition, giving a theorem-backed computation of the NLM family. In the multi-degree case, POE closure remains necessary but must be completed by modal identity, internal return, dynamics consistency, same fixed passive architecture, and nonzero displacement. Natural locomotion becomes a design question: which passive architectures support no, one, or several certified NLM families?
• Abstract（参考訳）: ロボットの移動は、所定の軌道を追跡するよりも、受動的ダイナミクス、コンプライアンス、共鳴を利用する機構が効果的になる。 本稿では,環境制約や相互作用によって移動が媒介されるシステムの交換原理として自然移動を定式化する。 内部発振器が周期的に戻り、体がドリフトし、平均的な推進・振動子交換電力(POEパワー)が1サイクルで消滅すると、運動は自然となる。 選択された家族はNatural Locomotion Manifold (NLM)である。 本研究では, 連続理想的な環境制約に対するこの原理の保守的実現法を開発し, 制約は外部の作業を行わず, 総機械エネルギーは保存され, ゼロ平均POE電力は外部エネルギー入力ではなく, 環境を介する推進チャネルとの内部交換である。 方法はクローズド/オープンな構造です。 推進チャネルは、1つの有効自由度におけるスカラー作用角構造または数自由度における非線形変調セクターによって構成された効果的な内部発振器を明らかにするために最初に閉じられる。 チャネルが再開され、ポーズが再構成され、受け入れられたサイクルは内部の再発と平均POEパワーをゼロにする必要がある。 理想的ノンホロノミノ・スリップ・システム(Chaplygin-Sleigh / pendulum-driven car)と3体拡張( three-body extension)の原理を実証する。 スカラーの場合、POE閉包は内部回帰条件の欠如と等価であり、NLMファミリーの定理に基づく計算を与える。 多自由度の場合、POEの閉包は依然として必要だが、モーダルアイデンティティ、内部リターン、動的整合性、同じ固定受動的アーキテクチャ、非ゼロ変位によって完了する必要がある。 自然移動は、どの受動的アーキテクチャがNo、No、One、またはいくつかの認定NLMファミリをサポートするのか?

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