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초록 더 큰 기동성, 효율성 및 회복력을 갖춘 자율 수중 차량(AUV)이 수중 세계의 탐색과 모니터링에 대한 도전에 대응하기 위해 필요하므로, 우리는 수중 생물에서 그들이 훌륭한 수영 선수인 이유를 밝혀내고자 합니다. 생물에서 영감을 받은 소프트 로봇은 생물 수영의 성능과 소프트 구조의 견고성을 결합할 수 있으며, 이상적인 로봇은 실제 물고기처럼 관절 없는 유연한 몸체에 내장된 근육을 갖습니다. 본 논문에서는 내장된 전기-수력 HASEL 인공 근육을 가진 연속적으로 변형 가능한 로봇 송어를 제시하고, 그 수영 운동학을 실험적으로 특성화하며, 로봇 물고기의 자연 주파수와 모드 형태를 예측하는 저차원 수치 모델을 보고합니다. 우리는 디지털 이미지 상관관계를 통해 물속에서 잠겨 있는 로봇의 3D 전신 수영 운동학을 특성화했습니다. 이 소프트 로봇은 내부 근육 작용에 반응하여 전신이 굽어지는 가동을 겪으며, 생물학적 송어와 비교할 수 있는 운동학을 제공합니다. 꼬리 비트 속도는 관찰된 처음 세 가지 자연 주파수에서 측정되었으며, 최대 69 mm s -1로, 이에 해당하는 미세한 지느러미 후면 변위는 ±10 mm였습니다. 우리는 내장된 근육 힘에 반응하여 수영 운동학을 예측하는 빔 기반 유체 구조 상호작용(FSI) 모델을 도출하며, 로봇 본체에 대한 비선형 소용돌이 및 대류 힘의 영향을 포함합니다. 비선형 FSI 모델은 첫 번째 세 개의 감쇠 자연 주파수를 5% 오차 범위 내에서 예측했으며, 모드 형태는 실험 데이터와 상관관계가 있었습니다. 이 논문은 수치 모델링과 실험 분석을 통해 전신 유연성과 내장된 작동을 특징으로 하는 고체 상태 로봇 송어의 설계, 제작 및 특성화에 기여합니다.
Hess 외 (수), 이 질문을 연구했습니다.