In this paper we describe a physics-based method for fish swimming of labriform. Our method controls a realistic set of fin locomotion that makes a fish swim toward given target points. We model fish as an articulated skeleton with elastically controllable fin. The fin locomotion is created by applying observational data of bluegill fish. And joint torques and simplified fluid-dynamics over time in a forward dynamics simulation causes propulsion and moment forces that make fish swim and turn. We solve for each fin locomotion periodically by optimizing for fin parameters that control the natural fin locomotion. This detailed fish swimming simulation enables us to produce simulated swimming motions of labriform types. Our method can be expand to species of fish which have similar oscillatory fin motions such as diodontiform.
본 논문에서는 라브리폼의 어류 유영을 위한 물리 기반의 시뮬레이션 방법을 제시한다. 본 논문에서 제시한 방법은 주어진 목표점들을 향해서 어류가 유영하도록 하기 위해 지느러미의 움직임 패턴을 조종하는 방법에 기초하고 있다. 이를 위해서 자유롭게 조종이 가능한 지느머리를 지닐 수 있는 관절구조를 가진 어류 모델을 제작한다. 각 지느러미의 움직임은 라브리폼의 대표적인 어종인 블루길피쉬의 지느러미를 실제 관측한 자료를 토대로 생성한다. 그리고 이렇게 생성된 시간에 따른 움직임에 의해 관절의 회전과 간략화된 유체역학을 사용해 어류가 전진하거나 회전할 수 있는 추진력과 모멘트을 도출한다. 논문에서는 각 지느러미 움직임을 자연스럽게 조종하기 위해서 주기적으로 지느러미의 파라미터들을 최적화시키는 방법을 사용한다. 이러한 구체적인 어류 유영을 위한 시뮬레이션을 통해 라브리폼 형태를 지닌 어류의 유영 동작을 만들어 낼 수 있다. 우리가 제시한 방법은 디오돈티폼과 같이 비슷한 지느러미 움직임을 가진 어종으로 확장해 적용할 수 있다.
