鳞片与运动：不可逆的纵向阻力

运动要求动物或机器人能够在每个步态周期中向前移动的距离大于向后移动的距离（形式上，要求其能够打破与世界相互作用的对称性）。先前的研究已确立横向与纵向阻力之间的差异为运动的可能性提供了充分条件。几何力学界已利用这一原理建立了描述波动运动有效性与效率的几何框架。生物学与机器人学研究者观察到，诸如蛇鳞之类的结构额外提供了向前与向后纵向阻力之间的差异。然而，迄今为止，鳞片对与运动有效性和效率相关的几何特征的影响尚未被探索。我们提出了一个带鳞片的单关节波动系统的几何模型，并确定了理解其运动所需的特征。在数学上，鳞片可被视为在构型空间上诱导出一种“Finsler度量”，本文为进一步研究此类Finsler度量在机器人运动中的应用奠定了基础。