論文の概要: Central pivot point control of a body-attached spring-mass runner: periodic gaits, stabilization, template embedding and approximate analytic return maps

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.02564v1
• Date: Mon, 02 Nov 2026 05:45:59 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2026-11-03 20:08:43.60156
• Title: Central pivot point control of a body-attached spring-mass runner: periodic gaits, stabilization, template embedding and approximate analytic return maps
• Title（参考訳）: ボディーアタッチされたバネマスランナーの中央ピボットポイント制御:周期的歩行、安定化、テンプレート埋め込みおよび近似解析的回帰マップ
• Abstract要約: トランクモデルでは、ヒップトルクは姿勢とCOM運動を結合し、SLIP解析が依存する中央力構造を破壊する。 中心ピボットポイント(CPP)は、COMを介して接地反応力を誘導し、ピッチを正確に切り離し、平面中央力問題に対するスタンスを減少させる。 CPPはSLIP用に開発された解析ツールにトランクモデルをアクセスできるようにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The spring-loaded inverted pendulum (SLIP) describes the center-of-mass (COM) motion of runners but has no trunk. In trunk models, the hip torque couples posture and COM motion and destroys the central-force structure on which SLIP analysis relies. As a result, trunk models have been studied almost only numerically. We show that this structure can be restored. The central pivot point (CPP), a hip-torque law that directs the ground reaction force through the COM, decouples pitch exactly and reduces stance to a planar central-force problem. At upright posture, time-reversal symmetry produces one-parameter families of periodic gaits. A stance-phase pitch law and a stride-level regulator stabilize all computed gaits, also with bounded hip torque and friction. Under CPP, any radial force law in virtual-leg coordinates can be embedded independently of posture. For a linear radial template, the stance radius and the constant-momentum sweep have exact closed forms. With a new gravity correction, the resulting analytic return map, to our knowledge the first for a trunk model, predicts liftoff velocity and apex position with mean errors of 1.6% and 0.9%. The natural gaits of the embedded runner are symmetric and need no force step at touchdown. A near-reversibility argument explains their unit multiplier, and a scalar equation predicts them within 0.8%. A deadbeat stride controller based on the analytic map tracks changes of speed, height and posture. CPP thus makes trunk models accessible to the analytic tools developed for SLIP.
• Abstract（参考訳）: スプリング装荷逆振子 (SLIP) は、走者の重心運動(COM)を記述するが、トランクは持たない。 トランクモデルでは、ヒップトルクは姿勢とCOM運動を結合し、SLIP解析が依存する中央力構造を破壊する。 その結果,トランクモデルはほとんど数値的に研究されている。 この構造は復元可能であることを示す。 中央ピボットポイント(CPP)は、ヒップトルクの法則で、COMを通して地面反応力を誘導し、ピッチを正確に切り離し、平面中央力問題へのスタンスを減少させる。 直立姿勢では、時間反転対称性は周期的な歩行の1パラメータの族を生成する。 スタントフェーズピッチ法とストライドレベルレギュレータは、すべての計算された歩行を安定化させる。 CPPの下では、仮想レグ座標における任意の放射力法則は姿勢とは独立に埋め込まれる。 線形ラジアルテンプレートの場合、スタンス半径とコンスタントモーメントスイープは正確な閉形式を持つ。 新たな重力補正により、解析的回帰マップは、トランクモデルにとって初めて、平均誤差 1.6% と 0.9% でリフトオフ速度と頂点位置を予測する。 組込みランナーの自然な歩幅は対称であり、タッチダウン時に強制ステップを必要としない。 ほぼ可逆性の議論はユニット乗数を説明し、スカラー方程式は0.8%以内でそれらを予測する。 解析地図に基づくデッドビートストライドコントローラは、速度、高さ、姿勢の変化を追跡する。 したがって、CPPはSLIP向けに開発された解析ツールにトランクモデルにアクセスできるようにする。

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