動物の移動における最適な歩様と形態

脚を持つ動物の移動のための歩様と形態を自動で生成する方法を提案します。特定の動物の形状が与えられると、その動物が効率的に移動できる歩様を決定できます。同様に、特定の移動タスクに最適なように動物の形態を適応させることも可能です。良い初期運動を指定する必要もなく、各動物の許容される歩様を手動で制限することもなく、このような歩様の決定が可能であることを示します。我々のアプローチは、効率的な微分対応の時空間制約最適化と、高次元の非連続空間で非局所解を見つけられる微分不要の手法を組み合わせたハイブリッド最適化手法に基づいています。この方法の有効性を、二足歩行動物、四足歩行動物、そして架空の五本足の生物の動的な移動運動の合成によって実証します。