頂点を越える――キイキングの物理学(Going Over The Top)

2026-08-26 ハーバード大学

ハーバード大学工学・応用科学スクール(SEAS)の研究チームは、柔軟な薄膜を上向きに折り曲げると、薄膜表面の摩擦が大幅に増幅されるという新しい現象を明らかにした。研究では、薄膜を平らな状態から凸状・凹状に変形させ、表面に置いた物体が滑り始める条件を測定した。その結果、薄膜を特定の形状に湾曲させることで、平面の場合より摩擦力を大きく増加させられることが分かった。これは、曲げによって薄膜内部に生じる応力と、接触面に働く力の分布が変化するためと考えられる。さらに、この効果は柔軟な材料の形状変化を利用して摩擦を制御できることを示しており、ロボットのグリッパー、可変摩擦デバイス、柔軟機械、微小機械システムなどへの応用が期待される。研究は、材料の化学組成を変えることなく、幾何学的な変形だけで表面特性を調整できるという新しい設計原理を提示している。

<関連情報>

キイキングの最適な戦略:スイングを反転させるためのアクティブポンピング Optimal Strategies for Kiiking: Active Pumping to Invert a Swing

Petur Bryde,Ian C. Davenport & L. Mahadevan
Journal of Nonlinear Science  Published:15 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1007/s00332-026-10267-7

頂点を越える――キイキングの物理学(Going Over The Top)

Abstract

Kiiking is an extreme sport in which athletes alternate between standing and squatting to pump a swing with rigid supporting arms until it completes a full rotation. A minimal model of the task may be cast in terms of an active pendulum driven by varying its length, and raises the question of optimal strategies for this problem at the nexus of physics and control. We show that a time-optimal control perspective, subject to known biomechanical constraints which aims to maximize the potential energy gain at the end of each cycle explains observations of athletic performance. When accounting for air drag, our theoretical framework is quantitatively consistent with experimental observations and elucidates the importance of strength and timing while pointing to the ultimate limits of kiiking.

0101機械設計
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