２足歩行のメリットって何ですか？

質問

実はこちらで人型兵器について質問していたのですが、そもそも人型であるメリットって何でしょう？
http://okwave.jp/qa3091182.html

動物は通常、安定性から４足です。
当然、スピードに関しては動物の方が利があります。
人間など２足はとても特異な存在です。
では、２足である事のメリットは？

経験豊富な皆様のお知恵をお貸し下さい。
よろしくお願いします。m(_ _)m

（ちなみに、こんなものを見つけました）読むのが面倒な方は飛ばして下さい；
・科学カテに助けをお求めに行ったら、ちょっと違いますが、たまたま似たような質問をしていた人
http://okwave.jp/qa3091046.html

・過去のロボット兵器に関する質問（簡単に論破されてしまったようです）
http://okwave.jp/qa1922583.html

もし、人型意外に候補があるとしたら、どんな形状になるんでしょうか？（こちらは任意で構いません；）

回答No.8

joshua01 · ベストアンサー

こんにちは。
確かに良くあるご質問ですがいろいろな考え方がありそうですね。
つぎのような考え方ではいかがでしょう。

ポイントとしては、「二足歩行は悪路に強い最小の移動手段で、重心移動も応用しやすい。ロボットとしても将来有望かも」

「二足歩行ロボットは“身近に感じて楽しい”以外に意味はない」というのは一応の常識ではありますが、最近は意外に見直されつつあります。
　まず、細かい作業などに使用する「手」は移動手段としては使用しないとの前提で、移動手段のみに注目すると、二足歩行のライバルは「4足以上の多足」と、車輪（キャタピラを含む）ですよね。
　車輪については安定性に有利な上、「慣性」を維持しやすいのでエネルギー効率が良く高速にも向くとの利点もありますが、既に他の方からの指摘もあるように、超えられる段差の高さに大きな制限があります。　単純車輪については直径の1/4程度の高さ、キャタピラの場合ではキャタピラ構造高さまで超えられますが、前後長を長く置く必要があります。
　4足歩行にも利点はありますね。安定性の利点のほか、背骨（背筋）との組み合わせを上手に使うことで、チーターのように高い速度も発揮可能です。しかし、前後長が長くなり、4本分の機関のための構造・重量・エネルギーの上では不利にもなります。

そこで2足歩行の利点を挙げてみると・・・
・移動の最小限の部品数であり、小さく・軽くできる。
　少なくとも前後長は短くでき、部品も二本分だけです。（高さが高くなるという考え方もありますが、4足歩行動物の前半身のみを考えると、「高くすることもできる」と考えた方がいいでしょう）
・重心移動を使った比較的強い機動力が可能。
　不安定さの裏腹ですが、前傾姿勢を上手に使うことで速く走ることが可能で、綱引きのように後傾により強い応力を発生することも可能。もちろん、最適に設計した四足歩行にはかなわないでしょうが、“半分の足（部品）でも応力は2割減で済む”ということにはなるでしょう。

　ということで、二足歩行は、効率の良いアクチュエータ（筋肉）と、動的バランス（不安定さを積極的に使えるくらいの制御余力）の実現を前提とすると、極めて合理的で、意外にロボットの最良の姿になるかもしれません。
　考えても見れば、二足歩行の原型となった「猿」は、足指に「握る」機能を残している点で中途半端ですがそれによって「超悪路」といえる樹上生活を可能としており、例えばオランウータンでは、「手」を使わなくとも足の長さのほぼ二倍の高さ（股を完全に開いた高さ）さえよじ登ることができます。
　そこまで行かなくても、「二足」はかなり応用性が広そうですね。

さてさて、いかがでしょうか。
ご参考になれば幸いです。

お礼

ありがとう御座います。
とても参考になりました。

ふううむ…；
２足の利点は
・不安定さを逆に利用した機敏な重心移動
・４足に比べた消費エネルギーの低さ
・重さ・大きさが小さく出来る
・樹に登るなど、汎用性に富んでいる

逆に不利なのは
・不安定さ
・制御の複雑さ
・スピードが出せない
・２足の方が４速に比べ馬力がない

それぞれ違いがあるのですね…。
どちらかが優れているというより、それぞれ利点があるし使う場面も違う…という事ですね。

なるほど！
猿は２足というより、「４手ともとれるし４足ともとれる」わけですね！
構造的には猿が一番２足歩行より汎用性に富んでる気がするのですが、どうして人間の方が繁殖したんでしょう？；（もちろん「知恵」があるからですが…）
う～ん…；
また、謎が謎を呼んでしまいましたね…；

でも、ありがとう御座います。とても参考になりました＾＾

回答No.9

ueda21

ロボットとか兵器関係は詳しくないので純粋に２足歩行ロボットになりますが・・・

Ｎｏ，６の方の回答のなかにある社会のインフラが人間に合わせてあるとことがあるのではと思います。

どこの警備会社か忘れましたがＲ２Ｄ２みたいな警備ロボットの試作品でビル警備のデモをしていましたがエレベータのボタンを押すのではなく無線でエレベータに指示していました。
またドアノブを回せないと次の部屋に行くのに壊さないといけないし
エレベーターに一番台数が入るとか（４足に比べて）

積極的理由ではないので参考まで・・・

お礼

いえいえ、とても参考になりましたよ～＾＾

私も社会のインフラはとても重要だなと思います。
というより、人間が自分達の住み易い世界に、環境そのものを作り変えてしまいましたから…。
そして、ロボットはその名の通り「人間の為の道具」です。
こう考えると、ロボットが２足歩行する意味はあるんだな～と。

ただし、人間の外、つまり大型化も含め過酷な外の環境では逆に役に立たないのでは？（４足より）とも考えています。
個人的に、あと多脚（２手４足）が気になるところですが…。

ありがとう御座います＾＾
（たしかに、コンパクト・沢山収納できるというのは意味があるかもしれません。ただし、それなら縦型ではなく横型エレベーターにすればよいともいえますが…；）

回答No.7

kentarou2333

カマキリの手は、物を持ち上げるためのものでなく、押さえつけるためのものではないでしょうか？

お礼

他にも、獲物を抱え込む、放さない、といったかなり強靭な力を発揮していたと思います。
押さえつけるにしても、持ち上げるにしても、２足より４足の方が有利なような気がするのですが、どうなんでしょう？；
う～む…；

ありがとう御座います。

回答No.6

kentarou2333

４足に比べて、２足の利点ということだと思っていました。

とりあえず、キャタピラは、社会にまったく適合しません。

バリアフリーが叫ばれている現代ですが、
キャタピラだと、人間程度のサイズのロボットで、段差や、
階段を上り下りできるようにするのは、困難かと思います。

社会のインフラが、２足歩行で通行しやすくなっているので、
２足歩行がいいのではないでしょうか。

また、脚は作業時に幅を広げる事で、重心の可動範囲を
調節できます。
（重いものを持ち上げるときには、脚の幅を広げたりなど）
このようなことは車輪ではできませんよね。

もっとも、実際は犬猫でも満足に通行できていますので、
社会への適合性の観点では、４足歩行でも、よいのでしょう。

クモのような形や、運搬を考えた時の形状については、
先ほどの、「手で何かを触ろう、取ろうとした際に、足の方が
前にあるために、脚が邪魔になってしまいます。」
という部分で問題になるかと思います。

重心を低くしても、肩に相当する部分から、脚の先端までの
距離を長くするだけであって、何を触ったり、取ったりするには、
不適かと思います。

物を運ぶのにしても、手がなければそれでいいのでしょうが、
自分で荷物を積むのであれば、自分の足よりも前に手が伸びる
必要があります。

ただ、ユニック車（知らない単語であれば、インターネットで
調べてみてください。見たことはあると思います）のように、
手の部分が伸びる形もあるかと思います。

このように、運搬を主業務とした機械であれば、多脚どころか、
むしろ車輪の方がよいでしょう。

お礼

＞４足に比べて、２足の利点ということだと思っていました
いえ、合っております…；
厳密には、キャタピラや多脚、車を含めた他の足に比べ、２足歩行のメリットとは何だろう？というつもりでしたが、言葉が足りなかった点については御容赦下さいませ；

＞キャタピラは、社会にまったく適合しません
＞社会のインフラが、２足歩行で通行しやすくなっている
なるほど、確かにキャタピラはキャタピラで問題がありますね。
何より、社会が２足歩行を前提に作っているのは大きいかもしれません。

＞脚は作業時に幅を広げる事で、重心の可動範囲を調節できます
おお、たしかにこれは大きいですね。

＞「手で何かを触ろう、取ろうとした際に、足の方が
前にあるために、脚が邪魔になってしまいます」
個人的に、カマキリのような、普段はクモのような６足歩行、物を掴む時は４足歩行、というのを想像しているんですが、これもケンタウロスのようになってしまうんでしょうか。。。
猫や犬など４足動物が物を咥える時は、後ろ足を前に持ってきて踏ん張る、という動作をしてると思うのですが、ケンタウロスのような形状では問題があるのでしょうか；
物理の知識が高校レベルのままなので、甘いかと思いますがよかったらよろしくお願いします；

＞ユニック車
＞むしろ車輪の方がよい
たしか、クレーン車の事ですよね；（厳密には違うかもしれませんが；）
やはり、車輪（キャタピラ）になってしまうんですね；
ありえるとしたら、キャタピラが無理な悪路、といったところでしょうか？
公道ではもちろん、車（装甲車？）が有利ですよね。

ありがとう御座います。
とても参考になりました。
まだまだ、２足歩行は可能性があるんですね＾＾

回答No.5

kentarou2333

まず、手が必要という前提でいいですよね。

手が必要だとすると、手というのは、いろいろな
物を持つことになります。

そのため、肩がくる位置に重心が来るようにした方が
都合がよくなります。

たとえば、ケンタウロスのような形状ですと、
手で重いものを持つと、重心が前足に来るように
なりますので、後ろ脚が浮くようなイメージに
なってしまいます。

つまり、肩がくる位置に重心が来るようにした方が
都合がよくなります。

そうすると、上半身を４本の脚の中央に置けばいい
というような考えもありますが、こうすると、
手で何かを触ろう、取ろうとした際に、足の方が
前にあるために、脚が邪魔になってしまいます。

つまり、手があるという前提で考えると、
２本脚が現実的な形状になります。

手がないのであれば、４本脚や、６本脚の方が
安定するでしょうね。

お礼

なるほど、とても参考になりました。

ただ、「ならば足をキャタピラにすればいいんじゃないの？」とか、「クモの様に平べったい形状にすればいいんじゃない？」や、「物を持って走るなら背負う方が楽だし、それなら２足歩行の人間より多脚タイプの方が安定していて有利では？」と、突っ込まれたらいい返せなさそうなところが痛いですが…；（事実、この内のいくつかを言われて、有人に反論できませんでした…；_；）

でも、メリットがある事が分かって（聞けて）よかったです＾＾
ありがとう御座います。

回答No.4

tetsumyi

あまりメリット無いと思います。
研究者がちょっと難しいことを実現して自己満足を得るため。
または、人間の形にすると家庭でロボットが受け入れられ易くなるためでしょうか。

お礼

なんかふと思ったんですが、見た目って大事ですね…いや全く「意味は？」と聞かれると、「そんなのただの飾りです！」としか、言えませんが…。
なんか「兵器」より「マスコット」の方が向いてる（メリットがある）気がしてきました…。

ありがとう御座いました。

回答No.3

noname#43069

そうですね・・・操縦者の動きがそのままその人形兵器の動きに直結する操縦システム（Gガンダムとかフルメタルパニックとかが代表）なら有利ではあるかと思います。
なんといっても操縦者である人間は人間の動きしかしていませんので。
トラのまねして動け、とか鷹のマネしろとか言っても無理があるでしょう。
そのような操縦システムではやはり人形でないと動かしにくいと思われます。

それ以外ではまったくメリットはないですよ。

お礼

つまり、「操縦のし易さ」という事ですね。
でも、航空機や車の運転と一緒で、２足歩行でなくともすぐに慣れてしまうような…。
う～ん、やはりメリットってあんまないんですねぇ…；
せいぜい、訓練の手間が省けるとか、慣れやすいとかそんなレベルって事ですよね…；

う～ん、やはりメリットはないのか…；
ありがとう御座いました。

回答No.2

imoriimori

なぜ人間が二足歩行から考えてみることにしました。

よく聞く説としては、立ったほうが視界が開ける、サバンナ等で人類が生き残るには肉食獣等の危険を早めに察知することができるので進化上有利だった、ということです。真偽の程はわかりませんが、かなり古くから言われていることかと。
視界に関しては人型兵器にも言えそうな。でもこれは頭のてっぺんから潜望鏡みたいなのを生やせばいいかな。

もうひとつは、やはりこれも古くから言われていることとして、手が自由になるので、いろんな手仕事ができる、これがまた脳の進化を促した、とか。でも人型兵器には関係なさそう。

さらには、比較的新しい見解ではないかと思うのですが、二足歩行のほうがエネルギー効率が良いのだそうです。脚に負担がかかってしんどいし、迅速な移動はやっぱり４足歩行の動物のほうが素早いし、実感としてはそういう不利を補うほどのエネルギー効率の差なのかはピンと来ませんが。
しかし、人型兵器についてはあまり通用しない気もします。エネルギー効率にフォーカスするとしてもおそらく車輪のほうが効率がいいでしょうから。

お礼

ううむ…；
謎が謎を呼び、さらに謎が…（笑）

結局、２足歩行のメリットってあんまりないですね…（苦笑）
やはり、手が自由になるといったところでしょうか？
でも、それだったら６足にして前の２本を手の代わりにすれば済む話じゃ…。
そもそも、「立つ事のメリット」ってなんでしょう…。
逆に敵に発見されやすくなる気が…。

難しい…；
ありがとう御座いました。

回答No.1

RadishRage

人間が乗り込んで直接操縦する場合に形が同じ方が扱いやすいためと考えられます。脳波で直接制御する系統の機械になるほどその傾向が強いのではないでしょうか。

鉄道や航空機や船舶の形状を考えれば分かりますが、機動性などを考えると動物型や昆虫型の方が遙かに有利です。

お礼

なるほど…つまり人間が扱い易い、という事ですね。
形状としてはやはり昆虫や動物に利があるのですね。

ありがとう御座います。参考になりました。