广义能量库模型中布朗粒子的主动运动

我们提出了一个广义能量库模型，其中内能转化为运动的转化率可以依赖于粒子的位置和速度。当转化率是速度的一般函数时，主动粒子表现出多样化的运动模式，包括制动机制和步进运动。我们系统地研究了运动的相轨迹。当转化率采用依赖于位置和速度的特定形式时，粒子表现出表征负刚度的自发振荡。这些类型的主动行为与生物学中观察到的类似现象进行了比较，例如分子马达的步进运动和听觉机制中的放大。因此，我们的模型可以提供对与能量转换相关的主动运动的通用理解，并为纳米机器人提供一种新的控制机制。我们还研究了噪声效应，特别是对步进运动的影响，并观察到了预期的随机游走行为。