論文の概要: When to Waddle: A Comparative Study of Bipedal Torso-Stabilization on Low-Friction Surfaces
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.21185v2
- Date: Mon, 21 Sep 2026 14:43:44 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-22 20:29:00.184851
- Title: When to Waddle: A Comparative Study of Bipedal Torso-Stabilization on Low-Friction Surfaces
- Title（参考訳）: 洗濯のタイミング:低摩擦表面における二足のトーソ安定化の比較研究
- Abstract要約: 低摩擦面は、ステップ中に利用可能な接触力を制限することにより、二足歩行に挑戦する。
ペンギンワドリングにインスパイアされ, 外側の胴体運動と重心位置が表面摩擦変化にどう影響するかを調べた。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.970347286797923
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Low-friction surfaces challenge bipedal locomotion by limiting the contact forces available during stepping. Inspired by penguin waddling, we investigate how lateral torso motion and center of mass (COM) placement affect locomotion as surface friction changes. Using a five-actuator biped, we compare an upright-gait strategy with a penguin-inspired torso-over-stance-leg strategy across multiple COM placements in simulation and hardware. In the 3-D simulator MuJoCo, we sweep through sinusoidal leg and hip actuation parameters across four friction coefficients mu = 0.1, 0.3, 0.5, 0.7. In simulation, torso-over-stance-leg motion produces more successful controllers and higher forward speeds at low friction, with the highest speed occurring for the high-COM configuration. Hardware experiments show the same low-friction speed trend: at mu=0.12, torso-over-stance-leg motion increases forward speed and reduces cost of transport at both tested COM ratios, and the higher COM also improves both measures. The high-COM penguin configuration is the fastest and most energy efficient while maintaining low sideways foot motion. At mu=0.45, the COM trend reverses: the lower-COM configurations are faster and more energy efficient, while gait strategy has little effect on forward speed but still changes sideways foot motion. These results show that the effects of lateral torso motion and COM placement depend on the available friction, and that forward speed, energy use, and slip-related foot motion can be modulated with a penguin-inspired torso motion on hardware.
- Abstract（参考訳）: 低摩擦面は、ステップ中に利用可能な接触力を制限することにより、二足歩行に挑戦する。
ペンギンワドリングにインスパイアされ, 外側の胴体運動と重心位置が表面摩擦変化にどう影響するかを調べた。
5アクチュエータバイペッドを用いて、シミュレーションとハードウェアにおいて複数のCOM配置にまたがるペンギンにインスパイアされたトルソ・オーバー・スタンス・レッグ戦略と、アップライト・ゲイト戦略を比較した。
三次元シミュレータ MuJoCo では, 4つの摩擦係数 mu = 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 の正弦波脚と股関節の運動パラメータを網羅した。
シミュレーションでは、トルソ・オーバー・スタンス・レッグ動作により、より成功し、低摩擦時の前進速度が向上し、高COM構成では最高速度が生じる。
ハードウェア実験では、m=0.12では、胴体上降脚の運動が前進速度を高め、両方の試験されたCOM比での輸送コストを低減し、より高いCOMは両方の測定値を改善するという、同じ低摩擦速度傾向を示している。
高COMペンギン構成は、低横方向の足の動きを維持しながら、最も速くエネルギー効率が良い。
mu=0.45では、COMの傾向が逆転する: 低いCOM構成はより速くエネルギー効率が良く、歩行戦略は前進速度にはほとんど影響しないが、足の動きが左右に変化する。
以上の結果から, 外側の胴体運動とCOM配置の影響は, 使用可能な摩擦に依存し, 前方の速度, エネルギー使用量, すべり関連足の動きはペンギンにインスパイアされた胴体運動によってハードウェアに変調できることが示唆された。
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