移动微型机器人集群的内聚自组织
软凝聚态物质
2019-07-15 v1 适应与自组织系统
应用物理
摘要
移动微型机器人有望在广泛的高影响力应用中发挥作用，其中许多应用需要在缺乏约束边界的情况下维持自限制集群，从而要求内聚的群 formation。内聚的群 formation 依赖于智能体之间吸引和排斥相互作用之间的平衡。我们发现，自组装粒子链微型机器人之间磁偶极子吸引与多极子排斥的平衡使其能够自组织成内聚的团簇。自组织的微型机器人团簇通过流体动力学自推进机制在固体基底上方平移。团簇速度随团簇尺寸增加而增加，这是集体流体动力学效应的结果。内聚相互作用的强度促进了聚类，而单个微型机器人的异质性则阻碍了聚类。内聚相互作用的可扩展性允许形成更大的群体，随着团簇尺寸的增加，其内部时空组织经历了从类固态有序到类液态行为的转变。我们的工作阐明了内聚相互作用下聚类的动力学，并提出了一种解决微型机器人作为局部团队运行的方法。
引用
@article{arxiv.1907.05856,
title = {Cohesive self-organization of mobile microrobotic swarms},
author = {Berk Yigit and Yunus Alapan and Metin Sitti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.05856},
year = {2019}
}