受细菌启发的双鞭毛软体机器人中的缠绕与翻滚姿态调整
机器人学
2024-05-07 v1
摘要
我们创建了一种受细菌游动者启发的机制，在粘性流体环境中具有两个可独立控制转速和方向的柔性鞭毛。我们使用易于获取的材料设计和制造了基于硅胶的螺旋鞭毛。为了模拟机器人的运动，我们开发了一个基于物理的计算工具，其灵感来自计算机图形学。该框架结合了离散弹性杆方法，将鞭毛建模为基尔霍夫弹性杆，并将其与用于流体动力学的正则化斯托克斯子段方法以及用于处理接触的隐式接触模型相耦合。这种方法有效地捕捉了诸如聚拢和翻滚等多形态现象。我们的研究揭示了这些涌现行为如何影响机器人的姿态角，证明了其在仿真和实验中自我重定向的能力。我们预期该框架将增强我们对鞭毛机器人方向改变能力的理解，并可能激发对微观机器人移动性的进一步探索。
引用
@article{arxiv.2405.02291,
title = {Bundling and Tumbling in Bacterial-inspired Bi-flagellated Soft Robots for Attitude Adjustment},
author = {Zhuonan Hao and Siddharth Zalavadia and Mohammad Khalid Jawed},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.02291},
year = {2024}
}