Nado Metacrónico con Brazos Rígidos cerca de Fronteras
Autores: Hayashi, Rintaro; Takagi, Daisuke
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Nado Metacrónico con Brazos Rígidos cerca de Fronteras
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Organismos
Apéndices
Locomoción
Robot
Natación
Límite
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Varios organismos, como los crustáceos, utilizan sus apéndices para la locomoción. Si están cerca de un límite confinado, los efectos viscosos, en lugar de los inerciales, pueden desempeñar un papel central en la dinámica. Para estudiar los ingredientes mínimos necesarios para nadar sin inercia, construimos un sistema experimental que presenta un robot equipado con un par de brazos rígidos y delgados con inercia negligible. Nuestros resultados muestran que dirigir los brazos para oscilar alrededor de la misma orientación promedio en el tiempo no produce desplazamiento neto del robot en cada ciclo, independientemente de cualquier retraso de fase entre los brazos oscilantes. El robot puede nadar si los brazos oscilan de manera asíncrona alrededor de orientaciones distintas. El desplazamiento medido a lo largo del tiempo coincide bien con un modelo matemático basado en la teoría del cuerpo delgado para el flujo de Stokes. Cerca de un límite confinado, el robot sin desplazamiento neto en cada ciclo mostró un comportamiento similar, mientras que el robot nadador aumentó su velocidad más cerca del límite.
Descripción
Varios organismos, como los crustáceos, utilizan sus apéndices para la locomoción. Si están cerca de un límite confinado, los efectos viscosos, en lugar de los inerciales, pueden desempeñar un papel central en la dinámica. Para estudiar los ingredientes mínimos necesarios para nadar sin inercia, construimos un sistema experimental que presenta un robot equipado con un par de brazos rígidos y delgados con inercia negligible. Nuestros resultados muestran que dirigir los brazos para oscilar alrededor de la misma orientación promedio en el tiempo no produce desplazamiento neto del robot en cada ciclo, independientemente de cualquier retraso de fase entre los brazos oscilantes. El robot puede nadar si los brazos oscilan de manera asíncrona alrededor de orientaciones distintas. El desplazamiento medido a lo largo del tiempo coincide bien con un modelo matemático basado en la teoría del cuerpo delgado para el flujo de Stokes. Cerca de un límite confinado, el robot sin desplazamiento neto en cada ciclo mostró un comportamiento similar, mientras que el robot nadador aumentó su velocidad más cerca del límite.