微型马达阵列中的相干性与无序诱导的波传播
软凝聚态物质
2026-04-09 v1
摘要
机器被设计、组装和编程，以将能量转化为预定义的动力学和功能。相反，生物系统如相互作用的细胞和动物群体自我组织、同步并执行复杂任务，却无需预定义模式。受生物 Decentralized 架构的启发，实验表明，小规模弹性耦合的自驱动机器人可实现两种在自然界中观察到的基本功能：集体运动和振荡形变。然而，生物学的启发使研究倾向于翻译式自驱动，而主动旋转仍是设计更广泛可动画材料的未探索之路。本文研究由数千个 3D 打印旋转马达组成的微型 metamachines 的自组织。我们首先展示并解释如何将方向不确定的马达整体排列成洁净的反磁相。随后，我们阐明在马达预cession 中相位相干性涌现的机制。最后，我们表明，固定无序启动相位波在旋转速度不匹配的自组织区域之间自由传播。我们的结果表明，基于旋转器的 metamachines 可能阐明生物系统中的 metachronal 波形成，以及合成可动画材料中的信号传播。
引用
@article{arxiv.2604.07080,
title = {Phase coherence and disorder-induced wave propagation in micromotor arrays},
author = {Romane Braun and Alexis Poncet and Alexandre Morin and Denis Bartolo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.07080},
year = {2026}
}
备注
30 pages, 33 figures