三节链接主体的高效滑动运动
摘要：三节身体在干摩擦（库仑摩擦）存在的情况下，我们研究了滑动运动的效率。摩擦系数空间可以分为几个区域，每个区域具有不同类型的高效动力学。其中包括类似横向波动的动力学，具有非常畸变摩擦的小幅往复动力学，接近各向同性摩擦的大幅度动力学，以及关于平面状态非常不对称的动力学。在两个参数的形状空间中，椭圆轨迹的零净旋转主要出现在具有双边或对称反向性的情况下。这些对称子空间的峰值效率与全空间大致相同，但维度小得多。增加两倍或三倍基频率的模式大大增加了效率局部的数量，但仅稍微提高了峰值效率。具有更高频率的随机集合的效率分布在接近某个非零值的位置峰值，并迅速衰减到最大效率。我们开发了一种随机优化算法来计算具有更高频率的最优解。在大多数情况下，这些最优解是简单的闭合曲线，是椭圆最优解的尖锐版本，并在主要小正常摩擦时实现更高效率。在线性阻力定律下，摩擦系数空间中的最优轨迹在很大程度上相似，相对效率要低得多，除非正常摩擦非常大。
作者：Silas Alben
论文ID：2012.03379
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2021-04-21