面向颗粒环境中生物启发式运动的地球力学
生物物理
2021-05-20 v1 软凝聚态物质
系统与控制
系统与控制
流体动力学
定量方法
摘要
颗粒介质（GM）对地面及地外设备构成运动挑战，因为它们会在车轮、肢体和机体的局部侵入下流动并固化。尽管飞机与潜艇的发展得益于对流体动力学的理解，但目前尚不存在描述运动体与 GM 复杂相互作用的基础理论。在本文中，我们采用实验、计算与理论方法，发展了一种面向颗粒环境中生物启发式运动的地球力学。我们使用流化床制备具有所需全局堆积分数的 GM，并利用经验力测量与离散元法（DEM）来阐明运动相关侵入（如垂直穿透与水平拖曳）过程中 GM 内的相互作用力学。我们发展了阻力理论（RFT）以解释更复杂的侵入。我们利用这些力模型来理解两个在 GM 上及 GM 内运动的生物启发式机器人的运动性能。
引用
@article{arxiv.1911.00075,
title = {Towards a terramechanics for bio-inspired locomotion in granular environments},
author = {Chen Li and Yang Ding and Nick Gravish and Ryan D. Maladen and Andrew Masse and Paul B. Umbanhowar and Haldun Komsuoglu and Daniel E. Koditschek and Daniel I. Goldman},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.00075},
year = {2021}
}