波动式主动碰撞中的散射动力学

自然与人工自推进系统必须在运动中应对环境相互作用。此类我们称之为主动碰撞的相互作用，从根本上不同于经典物理学中研究的动量守恒相互作用，主要因为运动体的内部驱动可导致与异质体的持续接触。此处，我们通过实验与数值研究主动碰撞对侧向波动、感官剥夺的机器人物理模型的影响，其动力学适用于跨尺度与环境的自推进系统。该机器人通过体节的空间波动运动，具有近线性的几何中心轨迹。与单个刚性柱的相互作用使机器人散射，这些偏转与头-柱接触时长成正比。散射角分布是平滑的，并在柱正后方呈强峰值。与单行等间距柱（柱间距为$d$）的相互作用产生类似远场衍射图样的分布：随着$d$减小，明显的次级峰出现，大偏转变得更可能。令人惊讶的是，我们发现多个柱的存在并不改变单个碰撞的性质；相反，多峰散射图样源于多个柱改变了单个碰撞发生的可能性。随着$d$减小，柱前缘附近的碰撞变得更可能，且我们发现这些相互作用与更大偏转相关。我们的结果突出了自推进系统主动碰撞中可能出现的惊人动力学，可为复杂地形中运动体的控制原理提供信息，并有助于设计具备任务能力的主动物质。