Abstract
I ruminanti vivono in varie parti della terra. Zoccoli simili aiutano i ruminanti ad adattarsi a diversi ambienti terrestri durante la locomozione. Questo articolo analizza l’adattabilità generale del terreno dei piedi dei ruminanti utilizzando la cinematica del modello di meccanismo equivalente basato sulla teoria delle viti. Gli zoccoli del cloven potrebbero regolare l’atteggiamento cambiando le posizioni relative tra due cifre in fase di oscillazione. Questa funzione aiuta a scegliere un migliore orientamento di atterraggio., “Afferrare” o “tenere” una roccia o un altro oggetto sul terreno fornisce passivamente una forza di adesione extra in fase di posa. I ruminanti potrebbero regolare la posizione dell’articolazione metacarpofalangea o dell’articolazione metatarso-falangea (MTP o MCP) senza alcun movimento relativo tra la punta dei piedi e il terreno, il che garantisce l’adesione e la destrezza nella fase di posizione. Queste funzioni sono derivate da un esempio dai piedi del camoscio e da diverse ipotesi, che si ritiene dimostrino il fondamento dell’adattamento dei ruminanti e garantiscano un movimento stabile e continuo.
1., Introduzione
Gli animali hanno evoluto i piedi di varie forme e funzioni per adattarsi a terreni complessi. I piedi degli insetti hanno piccole spine e ganci che li aiutano a salire, mentre i gechi hanno la capacità di scalare superfici verticali come pareti e persino soffitti, usando cinquecentomila peli cheratinosi . I mammiferi hanno meno diversità di insetti e rettili. I ruminanti (artiodattili) che hanno zoccoli più grandi della maggior parte degli insetti e dei gechi, compresi bovini, capre, cammelli e cervi, hanno un’ampia distribuzione sulla terra., Nonostante i vari ambienti di vita, i ruminanti hanno una struttura del piede simile, non coperta né da setole né da uncino, che è molto diversa da quella di insetti e rettili. Con l’aiuto di piedi semplici, affidabili e forti, si adattano molto bene al terreno su cui si nutrono, si accoppiano ed evitano i predatori. Bufali e bovini possono passare facilmente attraverso il fango . I cammelli hanno piedi speciali e morbidi per attraversare i deserti . Capre e pecore blu possono arrampicarsi su e giù per scogliere e sporgenze costantemente e fugacemente per nutrirsi di erba, arbusti o alberi ., I loro zoccoli possono allargarsi quando si contatta il terreno e” afferrare ” la roccia per evitare scivolamenti . Studi precedenti prendono il piede nel suo complesso per discutere le caratteristiche in movimento e nessuna analisi teorica della cinematica del piede viene chiarita. In effetti, il piede è molto complicato, costituito da scheletro, articolazioni multiple, legamento, muscoli, sottocute e alcune modifiche della pelle . Crediamo che la struttura simile sia alla base dell’adattabilità dei ruminanti durante la locomozione., L’analisi teorica della cinematica del piede rivela capacità di movimento e destrezza in generale e ci fa capire di più sull’adattabilità del terreno dei grandi ruminanti.
Questo lavoro mira a capire le funzioni generali dei piedi come segue: come i piedi potrebbero regolare l’atteggiamento in fase di swing e come i piedi potrebbero mantenere la destrezza e l’adesione in fase di stance. Un modello di meccanismo equivalente del piede è costruito in base allo scheletro e alle articolazioni del piede., Usando la cinematica del meccanismo e la teoria delle viti, potremmo determinare lo spazio di lavoro del meccanismo come indicatore di destrezza. Infine, impieghiamo la lunghezza delle ossa di cifre di camoscio sul modello teorico per discutere l’adattabilità del terreno dei ruminanti.
2. Metodi
2.1. Struttura dei piedi dei ruminanti
Gli scheletri e le articolazioni del manus e del tarso dei ruminanti sono simili, ma variano in dimensioni, come bovini , cammelli e pecore . La struttura della manus dei ruminanti è illustrata nella Figura 1 ., Lo scheletro della manus è costituito da ossa carpali, ossa metacarpali e falangi. Nei ruminanti rimangono due cifre. Ogni cifra ha tre falangi. L’articolazione carpale (MCP in arti anteriori) è articolazioni composite. L’articolazione carpale funge da giunto a cerniera. A causa della complessa anatomia dello scheletro carpale completata da numerosi legamenti del carpo, i movimenti primari dell’articolazione carpale sono la flessione e l’estensione . Nei ruminanti, il terzo e il quarto metacarpo rimanenti sono fusi e non è possibile alcun movimento ., I due giunti fetlock sono giunti a cerniera che possono solo flettere ed estendersi. I giunti pastorali sono giunti a sella a causa della forma concavo-convessa delle superfici articolari. Agiscono principalmente come giunti a cerniera . Tuttavia, servito come giunti a sella, giunti pastern sono giunto biassiale, permettendo flessione ed estensione e una gamma limitata di movimenti laterali . Le giunture della bara sono simili alle giunture del pastorale. L’articolazione tarsale (MTP nell’arto posteriore) è anche articolazioni composite., Le ossa e le articolazioni tarsali sono diverse da quelle corrispondenti nell’arto anteriore , mentre le ossa e le articolazioni del metatarso e delle cifre sono simili.
A causa dell’anatomia in Figura 1 (modificato da ), possiamo disegnare diagramma di un meccanismo., Il giunto revolute collega i due stessi rami; ognuno è costituito da un giunto revolute e due giunti universali. Poiché i due rami entrano in contatto con il terreno in fase di stance, discutiamo solo del meccanismo costituito dai due rami. Cioè, ci concentriamo sulle funzioni di due cifre, che sono essenzialmente le stesse nella manus e nel tarso. Nella parte seguente, definiamo le falangi e le articolazioni corrispondenti come piede (come mostrato in Figura 2).,
2.2. Osservazioni dei piedi di capra
I piedi sono osservati da tre capre femmine adulte (Capra hircus, razza), che variano in massa corporea da 23 a 28 kg. Tutte le capre erano da Pechino Badaling Safari World e apparentemente sano. Sotto l’approvazione di Pechino Badaling Safari World e la guida professionale e l’assistenza del personale, le capre sono stati fatti a mentire dalla loro parte., Le ossa metacarpali o le ossa metatarsali sono state afferrate da due del personale per fornire un’osservazione più ravvicinata. Quindi, non influenzato dal movimento dell’arto superiore, il movimento dei piedi è stato esaminato. Le capre sono state esaminate e rilasciate molto velocemente per evitare stress e lesioni.
2.3. Cinematica in fase di oscillazione
Il meccanismo in Figura 2 è un meccanismo a catena aperta, composto da una piattaforma fissa nella parte superiore collegata a due rami, che possono muoversi liberamente nella fase di oscillazione. Sia il ramo I che il ramo II sono costituiti da tre giunti collegati in serie: un giunto revolute e due giunti universali., I giunti universali sono modellati come due giunti revolute che si intersecano in un punto. Nella notazione congiunta (anche notazione a vite), il primo pedice indica il numero del ramo e il secondo pedice indica il numero del giunto all’interno del ramo. (;) indica la quantità di rotazione congiunta e (;) indica il collegamento del ramo.
Secondo la teoria della vite , le coordinate di torsione della coppia cinematica sono , dove è l’asse di rotazione e ( è un punto sull’asse) se il giunto è un giunto revolute.,
Il prodotto incrociato è un operatore lineare, e può essere rappresentato utilizzando una matrice:La matrice 4 × 4 data in (2) è la generalizzazione della matrice skew-simmetrica Che lasciamo corrispondere alla configurazione completamente estesa e attaccare i frame di base e strumento come mostrato in Figura 2. A causa del prodotto della formula esponenziali per il manipolatore cinematica in avanti, la trasformazione tra strumento e frame di base nel ramo I è data da dove si riferisce alla trasformazione tra strumento e frame di base a .
La trasformazione tra strumento e frame di base nel ramo II è simile
2.4., Cinematica in fase di Stance
Dopo aver regolato l’atteggiamento delle due cifre in fase di swing, i ruminanti possono incorporare la sporgenza di roccia tra le loro cifre in fase di stance per aumentare l’adesione e rimanere stabili. Tuttavia, i mammiferi dalle dita dispari come il cavallo non possono afferrare una pietra con la loro cifra dispari. Ci sono legamenti interdigitali (legamento crociato) tra le due cifre (lo spazio tra due artigli è chiamato schisi interdigitale), che non si trovano nella cifra del cavallo . Il legamento interdigitale distale collega la falange media e la falange distale di due cifre., Quando la roccia è incorporata nella fessura interdigitale, il piede si schiuderà. Poiché i legamenti interdigitali limitano questo movimento, le due cifre tenderanno a chiudersi. Questo è come “afferrare” o “tenere” la roccia tranne che è passiva. Quando i ruminanti “afferrano” saldamente una roccia nella fase di posizione, la posizione relativa tra due cifre rimane invariata. Questa situazione assomiglia a “afferrare” un oggetto usando due manipolatori. Il meccanismo si trasforma nel meccanismo ad anello singolo con vincolo di presa (Figura 3)., Il meccanismo è composto da una piattaforma mobile nella parte inferiore collegata ad una piattaforma fissa nella parte superiore da due rami.
2.4.1. DOF nella configurazione di riferimento
Ramo I. Il sistema a vite di movimento del ramo è descritto dalla sua vite di vincolo di base e dalla sua vite di movimento sono correlati da dove , .,
Secondo (6), è possibile calcolare una base per il sistema a vite di vincolo di ramo
Branch II. Il sistema a vite di movimento del ramo è descritto dalla sua base
Una base per il sistema a vite di vincolo di ramo può essere calcolata Dai et al. proposto un criterio di mobilità generalizzato di Kutzbach-Grübler per calcolare i gradi di libertà (DOF) per i corpi collegati da articolazioni, ciascuno con gradi di libertàdove è l’ordine del meccanismo, rappresenta un vincolo ridondante ed è passivo DOF. Per il meccanismo a ciclo singolo, è uguale a 0 dove è vincolo comune.,
Così, alla configurazione di riferimento in Figura 3,i gradi di libertà del meccanismo sono disegnatiquando il meccanismo non è alla configurazione di riferimento, generalmente,Quindi, i gradi di libertà del meccanismo sono disegnati
2.4.2. Cinematica inversa
Gli angoli di Eulero sono disponibili per descrivere l’orientamento della piattaforma mobile rispetto alla base e si riferiscono alle coordinate di origine della piattaforma mobile. Attraverso sistemi a vite vincolata e, la piattaforma mobile non può ruotare attorno all’asse nella configurazione di riferimento., Quindi, gli angoli () possono descrivere l’orientamento della piattaforma mobile del meccanismo. Definiamo che rappresenta l’angolo di rollio, si riferisce all’angolo di inclinazione e si riferisce all’angolo di imbardata. fare riferimento alle coordinate di origine della piattaforma in movimentodove è la configurazione desiderata del telaio dello strumento.
La cinematica in avanti è descritta in coordinate esponenziali comedata una configurazione desiderata ,Per il ramo I, postmoltiplicando questa equazione isolando le mappe esponenziali:Applicare entrambi i lati di (19) a un punto che è il punto comune di intersezione per gli assi del giunto universale ()., Dal momento che se è sull’asse di, questo produrreprogettando entrambi i lati di (21) all’asse -, e vengono eliminati, e possiamo determinare come segue: Poiché è noto, (20) diventaapplicando il sottoproblema Paden-Kahan-rotazione su due assi non intersecanti , risolviamo per , .
La cinematica rimanente può essere scritta come Applicare entrambi i lati di (25) a qualsiasi punto che non si trova all’intersezione degli assi del giunto universale () come segue:Applicando il sottoproblema Paden-Kahan-rotazione su due assi successivi, e si trovano. Quindi, tutti sono determinati sul ramo I., La cinematica inversa del ramo II può essere risolta in modo simile.
2.4.3. Lo spazio di lavoro del meccanismo
Mentre si risolve la cinematica inversa, potrebbero esserci più soluzioni. Dobbiamo determinare se le soluzioni soddisfano le condizioni di vincolo. Workspace è considerato come una misura utile della gamma del meccanismo dato l’orientamento. Esistono due tipi di vincoli cinematici che influenzano l’area di lavoro disponibile del meccanismo: limitazioni dell’angolo di giunzione e interferenza del collegamento ., Le articolazioni degli animali non possono ruotare di 360 gradi; quindi, il movimento è limitato dalla costruzione fisica. Poiché le ossa degli animali hanno dimensioni fisiche, l’interferenza potrebbe accadere quando il meccanismo si muove. Poiché i collegamenti hanno forme geometriche e dimensioni fisiche, possono comparire interferenze durante lo spostamento. Per mantenere le cose semplici, supponiamo che ogni collegamento sia cilindrico con lo stesso diametro. La distanza più breve tra due collegamenti adiacenti dovrebbe essere maggiore del diametro . Sia la distanza minima tra le linee centrali di due collegamenti adiacenti., Poiché è la distanza minima tra due segmenti di linea, potrebbe non essere uguale al segmento perpendicolare comune dei due collegamenti (). Ci sono i punti di intersezione di due collegamenti con il loro normale comune . è uguale a solo se entrambi i punti di intersezione sono sui collegamenti. Se uno dei punti di intersezione o entrambi non sono sui collegamenti (cioè sulla linea di estensione), è la distanza di un punto finale di un collegamento all’altro collegamento o la distanza degli endpoint di due collegamenti. Il metodo dettagliato è discusso in .,
Pertanto, le soluzioni inverse della cinematica sono soggette ai seguenti vincoli:lo spazio di lavoro è diviso in fette di spessore parallele al piano. Per quanto riguarda ogni sezione, il limite è determinato dal metodo di ricerca delle coordinate polari (da un punto all’interno dell’area di lavoro, l’angolo viene aumentato di e il raggio viene aumentato fino a quando il punto non è fuori dall’area di lavoro). Il volume dell’area di lavoro raggiungibile è determinato da
2.5. Determinazione dei parametri
In questo articolo, ci concentriamo sulle cifre del camoscio, che vive nella zona alpina ., Il terreno alpino ha montagne innevate, terreni accidentati e prati alpini . Questo è un terreno molto complesso per animali di grandi dimensioni. Per vivere in condizioni di alta montagna, gli animali hanno evoluto vari adattamenti . Quindi, i piedi del camoscio possono essere un complesso complesso di adattabilità. Il metodo sopra può applicarsi anche ad altri ruminanti con struttura simile di piedi. La lunghezza media delle cifre sia dalla manus che dal tarso è mostrata nella Tabella 1 . Sulla base dei dati, possiamo ottenere i parametri nel meccanismo (Tabella 2), dove la distanza tra due cifre () è una stima., A causa della mancanza di dati concreti e analisi, assumiamo che la distanza più breve tra due collegamenti adiacenti dovrebbe essere maggiore di 14 mm, che è maggiore della larghezza della falange prossimale (13,6 mm). Precedenti misurazioni dell’angolo articolare del piede di capra indicano che l’angolo medio dell’articolazione di MTP e MCP durante la fase di stance (durante il livello, in salita e in discesa) è compreso tra 17,6 e 28,6° che è correlato alla configurazione in Figura 3 e l’escursione angolare massima dell’articolazione è di 26,1° ., Mentre i ruminanti camminano su un terreno pianeggiante, le articolazioni probabilmente non raggiungeranno l’angolo massimo durante la fase di oscillazione e la fase di posizione. La gamma angolare è più grande delle misure durante la fase di posizione nel caso in cui i ruminanti passino attraverso terreni accidentati o altri ambienti difficili. Anche se ci manca l’ampiezza della gamma angolo laterale del giunto cifra, sappiamo veramente che la gamma è piccola. Quindi, possiamo assumere l’intervallo angolare dalla configurazione di riferimento () nella Tabella 3.,
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3. Result
Figure 4 shows that the forefoot of the goat can spread out and close freely., Sono stati esaminati sia l’avampiede che il retropiede di tre capre, dimostrando abilità simili.
Potremmo collegare il valore dei parametri e la limitazione dell’angolo in (3) e (4) usando il metodo Monte Carlo. Lo spazio di lavoro di due rami può essere disegnato in Figura 5. Utilizzando il metodo in, il volume dell’area di lavoro del ramo I è mm3.,
a)
(b)
(a)
(b)
La figura 5 mostra la rappresentazione grafica dell’area di lavoro di due rami quando le due cifre sono in fase di oscillazione. L’insieme di punti definisce l’area di lavoro disponibile che l’effettuatore finale dei due rami può raggiungere con limitazioni dell’angolo di giunzione. Ogni cifra potrebbe raggiungere flessione-estensione e movimenti laterali individualmente. Con due punti finali delle cifre scelte nell’area di lavoro corrispondente durante la fase di oscillazione, l’atteggiamento del piede è determinato quando queste due cifre calpestano il terreno.,
Il meccanismo ad anello singolo (Figura 3) raffigura il piede che tiene passivamente la roccia durante la fase di posa. La distanza tra due endpoint delle cifre è uguale a quella tra due giunti fetlock. I ruminanti potrebbero anche contenere altre dimensioni di roccia passivamente, più grandi o più piccoli. Sotto questa definizione, una possibile configurazione è mostrata in Figura 6. Sulla base del metodo sopra indicato, l’area di lavoro del meccanismo potrebbe essere determinata in modo simile.,
Tutti e tre i meccanismi in Figura 3 e Figura 6 sono simmetrici attorno all’asse e all’asse, quindi l’area di lavoro corrispondente ha la stessa forma e dimensione se dati gli stessi valori assoluti dell’orientamento (). Scegliamo i valori di () del primo quadrante.
Quando il piede contiene diverse dimensioni di roccia (lascia che “grande roccia” rappresenti la condizione , lascia che “grande roccia” sia , lascia che “roccia normale” sia e lascia che “piccola roccia” sia), lo spazio di lavoro corrispondente cambierà come mostrato in Figura 7. Il volume dell’area di lavoro è molto più grande a che a distanza diversa tra due cifre., L’aumento dell’angolo di rollio ha scarso effetto sul volume dell’area di lavoro (diminuire il volume). L’area di lavoro di tenere “piccola roccia” a è quasi la stessa di quella di tenere “grande roccia” a , mentre l’area di lavoro di tenere “piccola roccia” a è più grande di quella di tenere “grande roccia” a . La configurazione di holding” normal rock “at mostra il volume di lavoro più grande e la configurazione di holding” large rock” at ha il volume di lavoro più piccolo.,
4. Discussione
L’obiettivo di questo studio è quello di indagare le possibili funzioni dei piedi nei grandi ruminanti sulla base di una struttura simile. Diamo un metodo che può essere utilizzato per indagare le funzioni di tutti i grandi ruminanti., Inoltre, l’habitat montano del camoscio ha pendenze di aspetto, vegetazione, altitudine, valli, creste, bordi e corsi d’acqua , che contiene vari terreni. Il piede di camoscio ha in qualche modo rappresentante tra i grandi ruminanti. Quindi, il risultato del camoscio potrebbe darci alcune funzioni generali del piede.
A causa dell’anatomia del piede (Figura 1), la flessione primaria e l’estensione del piede agiscono come un piccolo arto con giunti a cerniera paralleli; i movimenti laterali inversi (le ossa del 3 ° e del 4 ° dito del piede si muovono nella direzione opposta) causano la fuoriuscita e la chiusura degli artigli (Figura 4)., La figura 5 mostra la portata del movimento della punta del piede in fase di oscillazione. Data la limitazione delle articolazioni, il piede è in grado di regolare la distanza tra due zoccoli e l’angolo di rotazione (laterale o anteriore-posteriore) prima che il piede tocchi il suolo. Mentre il volume dello spazio di lavoro del cavallo è solo la metà, gli animali ungulati hanno un movimento più flessibile per scegliere la postura del piede cambiando la posizione relativa tra due cifre. Riferimenti a documenti precedenti hanno descritto come il bestiame o la capra attraversa il terreno morbido; toccano il terreno con artigli divaricati., Terreno o piccole pietre sono incorporati nella fessura interdigitale e bloccati per fornire più area di contatto, angolo di attrito e adesione, produrre più propulsione e ridurre la subsidenza del piede . Quando si incontra il terreno roccioso, un piede artiglio-artiglio può anche afferrare passivamente il bordo tagliente della roccia. Questo è simile a come un umano afferra un bastone usando due dita, solo passive. Capre e pecore blu tendono a splay fuori i loro artigli quando si cammina in discesa per aumentare l’area di contatto ed evitare lo slittamento., Il piede è in grado di regolare la distanza tra due zoccoli per adattarsi a diverse dimensioni di piccole pietre o sporgenze di roccia. Inoltre, sebbene i movimenti laterali di questi piedi siano limitati, il piede può inclinarsi lateralmente manipolando due cifre per raggiungere altezze diverse. Questa funzione impedisce ai ruminanti di rovesciarsi e migliora la stabilità sulla pendenza trasversale. Solo avere due cifre che possono splay out e chiudere può lasciare che i ruminanti realizzare questa adattabilità.,
Dopo aver tenuto passivamente una roccia o altri rigonfiamenti, due cifre in fase di posizione non possono muoversi con destrezza e libertà come quelle in fase di oscillazione. Lo spazio di lavoro in fase di stance è molto più piccolo di quello in fase swing (meno di 1000 rispetto a mm3). Sebbene il movimento del meccanismo sia limitato all’interno dello spazio di lavoro in fase di posizione, il DOF del meccanismo rimane 4 o 5. Lo spazio di lavoro relativo alla base (la piastra superiore del meccanismo) è importante quando si pianifica un’attività per il piede., Sia la configurazione del telaio di base relativa al telaio dell’utensile (Figura 3) come segue:A causa della trasformazione del corpo rigido, l’area di lavoro della piastra superiore rispetto al terreno è la stessa di quella calcolata sopra. Il meccanismo parallelo potrebbe cambiare la posizione dell’articolazione carpale (Figura 1) quando gli endpoint di due rami del meccanismo parallelo sono fissati con il terreno., Raffigura la capacità del piede di regolare la posizione dell’MCP e dell’MTP (i telai di base nel collegamento superiore in Figura 3) all’orientamento relativo dato quando la punta della cifra è fissata con il terreno. Il volume dello spazio di lavoro può essere utilizzato come misura della destrezza del piede. Per i ruminanti, l’appiglio appropriato può essere scelto dalla regolazione all’interno dello spazio di lavoro del piede per regolare l’orientamento dell’arto e del corpo, anche se la punta del piede è fissa. Questa funzione del piede può aiutare i ruminanti ad adattarsi al terreno accidentato e aumentare la stabilità., La figura 7 mostra l’influenza del volume dello spazio di lavoro a diverso orientamento relativo quando gli zoccoli afferrano diverse dimensioni dell’oggetto passivamente e saldamente senza movimento relativo. L’angolo di rollio rappresenta il movimento di flessione ed estensione del piede e l’angolo di inclinazione si riferisce al movimento laterale del piede. Se non ci sono movimenti laterali, lo spazio di lavoro è piuttosto grande; cioè, il piede mostra grande destrezza sotto il movimento primario del piede (flessione ed estensione)., A causa dei limitati movimenti laterali delle cifre, una volta che si verificano i movimenti laterali, il volume dello spazio di lavoro diminuisce molto; cioè, la destrezza del piede è indebolita a qualsiasi angolo di rollio . Il piede deve sacrificare la destrezza per raggiungere i movimenti laterali.
Tenere diverse dimensioni di rocce passivamente ha un’influenza sulla destrezza del piede. L’eccessiva distanza tra due cifre (roccia di grandi dimensioni, ) comporterebbe la perdita della destrezza a., È perché tenendo roccia di grandi dimensioni passivamente ha bisogno di aprire le cifre, che già provoca movimenti laterali; cioè, l’angolo di articolazione iniziale di non è zero (, ). Questo occupa parte dell’escursione angolare per mantenere la configurazione. Questo svantaggio di occupare l’escursione angolare contribuisce anche alla perdita della destrezza quando si tiene passivamente una roccia di piccole dimensioni () o una roccia di grandi dimensioni () all’orientamento di . In effetti, provoca quasi la stessa perdita del volume dell’area di lavoro. Tuttavia, rispetto alla distanza di riferimento (), la distanza maggiore () fornisce la maggiore destrezza a ., In realtà, con l’aumento della distanza, la destrezza aumenta (). Quindi, quando sono necessari i movimenti laterali, tenere passivamente la roccia più grande sarebbe la scelta migliore per mantenere sia la stabilità che la destrezza.
5. Conclusione
Pertanto, possiamo riassumere diverse funzioni del piede per adattarsi al terreno. Il piede potrebbe cambiare la posizione relativa tra due cifre per sporgere o inclinare per adattarsi alla pendenza in fase di oscillazione. L’orientamento del piede è preparato per la funzione di movimento, cioè afferrare passivamente una roccia in fase di posa., Tenere passivamente la roccia potrebbe fornire una forza di adesione extra del piede. Lo zoccolo semplice e simile assicura che i ruminanti abbiano una certa destrezza, anche se la punta delle cifre è fissata al suolo o alla roccia. Possono scegliere la dimensione corretta della roccia per ottenere una maggiore destrezza all’orientamento desiderato nella fase di posizione. Queste funzioni facilitano un movimento coerente e stabile.
Queste funzioni sono elaborate usando la cinematica basata sulla teoria delle viti. Molti risultati presentati in questo documento sono esemplificati dai dati del piede di camoscio sotto determinati vincoli., Riteniamo che queste funzioni siano alla base dell’adattamento del terreno e del fatto generale che potrebbe essere trovato in altri ruminanti. Sulla base di queste funzioni comuni, l’evoluzione idioadattiva di diversi ruminanti sarà rilevata utilizzando metodi simili e aggiungendo la limitazione del legamento nei lavori futuri. Diverse specie di ruminanti hanno diverse lunghezze di cifre, anche l’età, il sesso e la cifra diversa influenzeranno i parametri delle strutture ossee., La differenza di lunghezza delle cifre e l’intervallo di rotazione delle articolazioni possono essere uno dei motivi per cui i ruminanti sono in grado di adattarsi ai diversi terreni. L’adattabilità del terreno del piede dei grandi ruminanti può aiutare a informare il design del piede di robot altamente adattabile.
Conflitto di interessi
Gli autori dichiarano che non vi è alcun conflitto di interessi per quanto riguarda la pubblicazione di questo documento.
Riconoscimenti
Il sostegno finanziario del Programma nazionale di ricerca di base della Cina (Programma 973), la National Science Foundation for Distinguished Young Scholar, Cina (Grant no., 51125020), la National Natural Science Foundation of China (Grant no. 51305009) e State Key Laboratory of Robotics and System (HIT) sono riconoscenti. Gli autori vorrebbero anche ringraziare il personale di Pechino Badaling Safari World per l’aiuto di scattare foto di capre.