主动粒子导航的最优控制策略
软凝聚态物质
2019-01-25 v1
摘要
在复杂环境中寻求最优导航策略是微游动器应用（如货物运送或药物靶向癌细胞）的核心。在此，我们为微游动器制定了一个变分费马原理，以确定关于行进时间、能量耗散或燃料消耗的最优路径。对于分段恒定力（或流场），该原理导出斯涅尔定律，表明最优路径为分段线性，如同光线一般，但具有广义折射定律。对于复杂环境，如一般一维场、剪切场或涡旋场，我们获得了最优路径的精确解析表达式，例如表明微游动器有时必须暂时远离目标导航才能最快到达。我们的结果可能有助于对最优导航的算法方案进行基准测试。
引用
@article{arxiv.1901.08382,
title = {Optimal Control Strategies for Active Particle Navigation},
author = {Benno Liebchen and Hartmut Löwen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.08382},
year = {2019}
}