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08.テオ・ヤンセンリンク機構


08.01 テオ・ヤンセンリンク機構とは

随分昔の話ではありますが自動車のCMで塩ビチューブでできた奇妙なものが自然の力だけで自走しているのをみました。それはオランダのテオ・ヤンセンという人が作っていると知り気になっておりました。月日が流れ2017年三重県美術館35周年記念展示としてテオ・ヤンセン展を行うと知り見に行ってきました。その時のCMが下の動画ですので一度ご覧ください。

【三重県美術館開館35周年記念 テオ・ヤンセン展 人工生命体、上陸】


テオ・ヤンセン氏は彫刻家と言っておりますが物理学者で、当初我々と同じようにコンピュータ上に「動くもの」=「生物」を作っておりましたが、その後塩化ビニールのチューブとペットボトルを利用して生物のように動く「ストランドビースト」を作成し始めます。ストラドビーストは上部の羽のようなものがパタパタと動くことによってペットボトル内に空気を圧搾し、やがて蓄積された空気を動力源として主軸が回転すると、各々のカムシャフトで接続された塩ビチューブでできた足が生き物のように動くという仕組みです。


【テオ・ヤンセン】 ウィキペディア引用 

「【テオ・ヤンセン (彫刻家)】
テオ・ヤンセン
オランダ語: Theo Jansen 1948年 - )はオランダの彫刻家(キネティック・アーティスト)、物理学者

【経歴】
1948年3月17日、オランダデン・ハーグスヘフェニンゲンで生まれる。1968年デルフト工科大学物理学を学ぶ。1975年に画家に転向する。1990年、風力で動作するストランドビーストの制作を開始。アートと科学が融合した多くの芸術作品を制作している。2010年には日本で最初の「テオ・ヤンセン展」が日本科学未来館など日本各地で開催された。

【ストランドビースト】

ストランドビーストは、プラスチックチューブで構成され、風力によって生物のような歩行をする造形作品。一脚を構成する各チューブの長さの比率は、「ホーリーナンバー」と呼ばれる13の数字で示される。プラスチックチューブの各部品を細胞(セル)と呼び、ストランドビーストを構成する基本単位としている。作品の変遷を生物の進化に模している。

作品の変遷

1990年以前、コンピューター上を動く人工生命の実験をする。1990年から1997年まで、チューブを粘着テープで接合したビーストの制作に始まり、風力を活動のエネルギーとする作品を制作。1997年から2001年、木材を素材とした巨大なビーストを制作。2001年から2006年、活動のエネルギーであった風力が、ペットボトルに風を貯めた圧縮空気に変わる。2006年から現在まで、プラスチックチューブと弁を組み合わせた部品のストランドビーストを制作。」



この「ストラドビースト」の様々な構成要素は偶然の産物ではなく上の図にあるような図形中13本の線分(13本チューブがあるわけではありません)「ホーリーナンバー」から構成されるリンク機構で、「テオ・ヤンセンリンク機構」と呼ばれています。

08.02 テオ・ヤンセンリンク機構の仕組み

今回は、この「テオ・ヤンセン機構」にチャレンジします。

詳細を知りたい方はブログ「roombaの日記」さん下記のサイトに載っています。

roombaの日記
テオ・ヤンセン機構の計算【詳細版】
http://roomba.hatenablog.com/entry/2015/02/26/024903


要点を抜粋して解説しますと、
①動力源
点O(赤色点)が原動節(軸が回転する動力の元)となり線分OA点Oを中心に回転します。


②固定点と固定三角形
点B(赤色点)が固定点で、三角形∠BCE(青色線分)は固定され変形することはありません。従って点Bを中心に三角形∠BCEが回転します。


③リンク機構
青色点が関節となり黒色線分から力を受け取るリンク構造になっておりますが、地面に設置している点Gが動物のように移動するテオ・ヤンセン機構を実現するためには、線分の長さ比率がきっちり決められています

    a = 38        b = 41.5
    c = 39.3      d = 40.1
    e = 55.8      f = 39.4
    g = 36.7      h = 65.7
    i = 49.0       j = 50.0
    k = 61.9       l = 7.8
    m = 15.0


完成品から、上記の規則性がどのようなことを指し示しているのかを読み取ってください。

では、このプログラムをどのように作っていくかを順に解説していきます。

【テオ・ヤンセンリンク機構解説】




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