章鱼式到达运动：基于鞭子振动的视角
机器人学
2026-02-18 v3 生物物理
摘要
章鱼臂典型的到达运动正受到日益关注，因为其高可变形躯体的控制效率高。先前的研究表明，其特征弯曲传播可能与鞭子的动力学在本质上存在共同原理。本文研究是否存在基于鞭子被动动力学的水中模型，可再现生物到达中观察到的运动学特征及其相似性与差异性。进行了在水中和空气中的平台化鞭子测试，系统性地变更材料刚度和驱动速度。基于图像的定量分析表明，以150 rpm（电机转速）驱动的 Ecoflex Gel 2 臂再现了类似章鱼到达运动的曲率传播。然而，其弯曲点速度呈单调递减，而非生物学上的钟形曲线 profiles，确认章鱼到达运动并非仅由被动鞭子行为所致。空气中的无传播现象进一步凸显了周围介质在形成章鱼式到达运动中的关键作用。该研究为理解生物到达运动提供了新视角，并为未来的水动力学研究提供了潜在平台。
引用
@article{arxiv.2510.25520,
title = {Octopus-like Reaching Motion: A Perspective Inspired by Whipping},
author = {Shengyao Zhang and Yiyuan Zhang and Chenrui Zhang and Yiming Li and Wenci Xin and Yuliang Liufu and Hong Wei Ng and Cecilia Laschi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.25520},
year = {2026}
}
备注
The first two listed authors contributed equally. Yiyuan Zhang is the corresponding author