“微型”证明生物机器移动

Hexbug纳米v2的微型使用振动推动自己前进。通过连接这些玩具的几个弹性硅橡胶链,由此产生的结构是“elastoactive”。这意味着它将回到原来的形状变形后,自行的,活跃的成分,它是由不断试图推动结构在一定方向。

根据尺寸链的链接和链是否固定在一个或两个结束,elastoactive链显示一系列的运动类型,包括self-oscillatory,self-synchronising和self-snapping。

“通过尝试这些elastoactive链,我们发现有一个活动之间的相互作用和弹性:当活动占主导地位,连锁店self-oscillate和同步,“说Corentin Coulais,头的机材料实验室阿姆斯特丹大学的。

他继续说道:“机械自激振荡和同步生物机器的一个关键特性,特性,使新型的自主机器人是有用的。这些活动链真的让我们挑出这些非线性现象的本质。”

自激振荡,self-synchronisation self-snapping

当self-oscillates结构,这意味着它来回弯曲。链,微型可能先向左弯曲链。然而,由于链一端固定,弹性连接抵抗运动,调整机器人以这样一种方式,他们开始向右推动和弯曲链。这个运动由弹性链将再次被抵抗,直到机器人重新开始向左移动。

同步发生在两个elastoactive链一端连接由一个足够硬杆。蠕动着,两个连接链自动启动相同的振荡频率,像海水草感动同样的波涛。

最后,采取单一elastoactive链和固定的结束,它显示了“self-snapping”行为。当你用手指弯曲扑克牌时,你可以让它“提前”弯曲的其他方式从一边努力力度不够。elastoactive链本身,反复拍摄从弯曲向左向右弯曲。

有益的游戏

“我们开始这项研究仅与微型玩具玩耍。但是更普遍的是,当时的想法是探索材料的平衡。在软物质,活跃的液体已经被广泛的研究在过去的25年,但固体同行调查少得多,”Coulais说。

下一个菜单上是探索elastoactive行为在较小的尺度上,例如在所谓的胶体系统中,由小粒子悬浮在液体中。即使这些仍模型系统,它们更接近生物系统由于类似的长度尺度和流体的存在。在任何规模,这也将是有趣的使用智能设计嵌入多个自激振荡在单一结构获得更复杂的运动模式。更好地了解自激振荡,希望就可以创建新的类型的自主机器人。

参考:郑E, Brandenbourger M,罗比L,绍尔对P, Lerner E, Coulais c自激振荡和同步elastoactive结构的转换。物理评论列托人。2023;130 (17):178202。doi:10.1103 / PhysRevLett.130.178202

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