螺旋自推动机器人的脱针和活化运动

我们实验、数值和解析地研究了以恒定平移速度拉动的螺旋主动粒子（尺寸为厘米级的机器人）的动力学。我们证明该系统可映射到一个被驱动的布朗粒子穿过周期性势能景观，因此在无噪声极限下表现出旋转脱针相变，随后在旋转扩散存在时出现爬行 regime。我们证明，一种简单模型的螺旋、自对齐、主动粒子能准确描述此类动力学。对应于粒子长期定向的局部势能障壁的稳态分布和逃出时间可在模型中精确计算，与实验和基于粒子的仿真结果高度一致，且无需拟合参数。因此，我们将自主机器人确立为研究螺旋主动物质的模型系统，并突显了外部驱动力与内部驱动力之间以及存在自对齐扭矩时所产生的有趣动力学。