章鱼启发机器人的超快逃逸机动

我们设计并测试了一种章鱼启发的柔性外壳机器人，展示了卓越的快速启动性能。该机器人充水至超膨胀状态，然后迅速放气以排出流体，从而为逃逸机动提供动力。利用该机器人，我们首次在实验室测试中验证了快速尺寸变化可以显著减少行驶数个身长的钝体分离，并回收流体能量以提高推进性能。发现该机器人的速度超过每秒十个身长，超过了类似推进的最优流线型刚性火箭。机器人上的峰值净推力是执行相同机动的最优刚性 bodies 的 2.6 倍以上，实验证明了巨大的能量回收能力，并实现了大于每秒平方 14 个身长的加速度。最后，超过 53% 的可用能量转化为载荷动能，这一性能超过了快速启动鱼类的估计能量转换效率。基于最终速度和机器人长度的雷诺数为 $Re \approx 700,000$。我们利用实验数据建立了一个基本的放气缩放参数 $\sigma^*$，用于表征通过形状变化进行流动控制的机制。基于此缩放参数，我们发现快速启动性能随尺寸增加而提高。