气泡推进微机器人的动力学与控制
应用物理
2022-03-28 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
具有相对快速、强有力且易于制备的优势，球形气泡推进微机器人特别适用于货物递送、微操纵以及生物或环境修复等应用。然而，关于这些微机器人的控制与操纵实例有限，且对其动力学的研究甚少。本文中，我们研究了半球涂覆Janus微机器人以及GLAD“斑块状”微机器人的气泡形成与动力学，后者不仅提供了有趣的对比，本身也展现出有用的特性。具体而言，我们发现斑块状微机器人倾向于产生更小的气泡并经历更平稳的运动，这些特性有益于诸如精确微操纵等应用。我们展示了在基底上以及气-液界面处对被动球的操纵与组装。我们还表征了两类微机器人的推进与气泡形成，发现先前提出的理论不足以描述其运动与气泡破裂机制。此外，我们观察到位于气-液界面的微机器人表现出朝向液滴边缘的正重力趋向性，我们将其归因于微机器人上向下力与浮力相对所产生的力矩。
引用
@article{arxiv.2203.13257,
title = {Dynamics and Control of Bubble-Propelled Microrobots},
author = {David P. Rivas and Max Sokolich and Harrison Muller and Sambeeta Das},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.13257},
year = {2022}
}