主动定向丝状体中分节运动的模型
软凝聚态物质
2023-09-19 v1
摘要
分节动物(如环节动物与多足类动物(蜈蚣与马陆))的运动由一种称为分节运动(metameric locomotion)的协调运动产生，该运动亦可在为执行特定任务而设计的机器人中实现。我们引入一个基于头节主动定向运动与其余体节被动拖曳的理论模型，以形式化并研究分节运动。该模型具体表述为一个受控的Ornstein-Uhlenbeck曲率过程，保持整条体丝曲率的连续性，从而超越了在此情形下不适用的简单主动布朗模型。我们通过解析求解该模型对应的Fokker-Planck方程得到概率密度。我们还通过Fokker-Planck方程解析地，或直接从Langevin方程解析求解或数值实现，显式计算了诸如均方位向涨落、位向关联函数以及头尾节段间均方位移等关联函数。解析与数值结果一致。我们的理论模型有助于理解分节动物的运动并指导分节机器人的设计。
引用
@article{arxiv.2106.10042,
title = {Model of metameric locomotion in active directional filaments},
author = {Guangle Du and Sunita Kumari and Fangfu Ye and Rudolf Podgornik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.10042},
year = {2023}
}
备注
11 pages, 4 figures