用語集 · 物理シミュレーション

トルク

別名:Torque、moment、N·m、newton-metre、モーメント、力のモーメント、ニュートンメートル

ねじる力、つまり物を回転させるものです。モーターはトルクをかけて関節を回し、単位はニュートンメートルです。

力はまっすぐ押します。トルクは回します。支点まわりのトルクは、支点から離れたところにかかる力から生まれます。

τ=r×F,∣τ∣=r F sin⁡θ\tau = r \times F, \qquad |\tau| = r\,F\,\sin\theta

ここで rr は支点からの距離、FF は力、θ\theta はその間の角度です。支点をまっすぐ通る向きに押す力(θ=0\theta = 0)は、トルクをまったく生みません。長いスパナのほうが固いボルトを回しやすいのはそのためです。同じ手の力でも、ボルトから遠ければより大きなトルクになります。

トルクの単位はニュートンメートル(N·m)で、1メートルの距離にかかる1ニュートンです。

トルクと回転

回転にとってのトルクは、直線運動にとっての力にあたります。回転についてのニュートンの第2法則は

τ=I α\tau = I\,\alpha

です。ここで α\alpha は角加速度、II は慣性モーメントです。重くて長い手足は II が大きく、同じ速さで振るのにより大きなトルクが必要です。

身体の中では

シミュレーションの身体の関節はどれも、トルクをかけるモーターで回ります(アクチュエータを参照)。重力もトルクをかけます。傾いた体幹は自分自身をさらに倒そうとし、そのトルクは mgm g に、腰から重心までの水平距離を掛けたものです。脚と腰のモーターがそれを押し返さなければなりません。

このプロジェクトでは

各モーターは位置サーボで、そのトルクは関節ごとに選んだ最大値で頭打ちになります。そのため、シミュレーションのファイターが人間より強くなることはありません。

トルクとニューロンの記事では、すべてのモーターのトルクを最大値に対する割合で記録し(腰の最も強いモーターは220 N·m、肘は90、つま先は30)、それで関節を光らせています。ほとんどのパンチで最もよく働くのは腰です(ジャブでは入力後1秒間の平均で56 %と54 %)。膝蹴りと蹴りでは足首とつま先です(最大82 %)。

関連用語

この用語が出てくる記事

← すべての用語