非线性参数激励效应引起柔性超顺磁微游动器游动方向的稳定性转变

微观人造游动器近来因其生物医学应用的巨大潜力而极具吸引力。Dreyfus 等人 (2005) 的开创性工作展示了一种由振荡外部磁场驱动的、由超顺磁珠波动链构成的微游动器的运动。有趣的是，理论也曾预测当磁场振荡幅度增加到临界值 $\sqrt{2}$ 以上时，该游动器的游动方向将经历 $90^\circ$ 转变。在本工作中，我们通过数值模拟并提出了一种具有超顺磁头部的新型柔性微游动器，在理论与实验上进一步研究该转变。我们实现了游动方向的 $90^\circ$ 转变，证明该效应依赖于振荡磁场的频率和幅度，并展示了最优幅度的存在，在此幅度下可达到最大游动速度。通过对具有最小两连杆模型的微游动器动力学运动进行渐近分析，我们揭示了代表游动方向变化的稳定性转变是由非线性参数激励效应引起的。