猫ひねり問題の話（我が家のネコ(ニケ)の成長記録：836日目）

836日目です。今日もニケはハンモックですｗ
ここんとこず～とハンモックに乗ってるのでネタ的にハンモック関係はありませんｗ

というわけで以前猫関係で検索してたときに偶然見つけた話題を一つ。

それが「猫ひねり問題」なんですが、猫ひねり問題とはなんぞや？というと

「ネコひねり問題（ネコひねりもんだい、英: falling cat problem）とは、ネコの立ち直り反射（正向反射）を物理学的に説明する問題である。」

さっぱりわかりませんねｗ
要するに

「持ち上げたネコの背中を下にして手を離すと、ネコの体にかかる重心まわりのトルクはゼロである（よって角運動量は変化しない）にも関わらず、ネコは体を回転させて足から着地することができる。」

猫が背中から落としても綺麗に着地するのはなぜ？というお題ですね。

我々一般人からすると、体ひねってその荷重移動でなんとかしてるんじゃないの？と思うのですが、お偉い物理学者様からするとそういう問題ではないらしいです。

で、解決なんですが
「この問題は、ネコを、相対位置を変化させることのできる円柱のペア（前半身と後半身）とみなすモデルによって解決された(Kane & Scher 1969)。Kane–Scherモデルは後に、ネコを構成する円柱ペアの物理的に許される相対運動を記述する配置空間上の接続（多様体）を用いて記述された(Montgomery 1993)。この枠組みにおいてネコひねり問題の力学は非ホロノミック系の典型例となり(Batterman 2003)、その研究は制御理論の中心的課題となった。ネコひねり問題の解は、配置空間において始点と終点が定められたときの主束に水平な曲線（つまり物理的に可能な運動）として与えられる。この最適解を求めることは、最適動作計画（英語版）の決定(Arbyan & Tsai 1998; Ge & Chen 2007)の一例である。」

いや～さっぱりわかりませんねｗ

ここまではウィキペディアを参考にしたんですが、もっとわかりやすい解説がありました。

「ネコはどうして落下中に体を回転できるの？　「ネコひねり」を物理エンジンで説明 - ねとらぼ」

詳細は上を見ていただくとして、結論からいうと

「上半身を回そうとすると下半身が反動で逆方向へ回ってしまいます。ですがネコは体を「く」の字に前屈させることで、前半身・後半身を互いの回転軸から引き離し、反動を互いに受けないようにしているそうです。こうして両半身を同じ方向へ回転させるのを可能にし、外の力を借りずに体をひねっている」

とのこと。まあ理屈はつけられました、ということですねｗ

コレが何の役に立つかというと、事故で落下した飛行機が動力ない状態で空中で姿勢を立て直せるようになるとか？
上記リンクでの動画を見ると、宇宙空間での動力なしでの姿勢制御、移動に利用できそうです。
まんま、ガンダムにでてくるAMBAC（アンバック：active mass balance auto control。能動的質量移動による自動姿勢制御）に通じるものがありますね。

以上、猫ひねり問題の話でした。

今日はこのへんでまた明日～（＾＾ﾉｼ

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