在形鱼中对度调整策略的计算研究
1School of Aerospace Engineering, Guizhou Institute of Technology, Guiyang 550003, China.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|June 27, 2023
概括
鱼类通过调整身体的性来优化游泳速度和效率. 最佳的性能取决于匹配的肌肉激活,身体硬度和尾巴跳动频率,以有效地进行形的运动.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 动物的运动 动物的运动
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 鱼类表现出可调节的身体硬性,以提高游泳能力.
- 通过刚性调整来最大限度地提高游泳速度和效率的策略仍然不清楚.
研究的目的:
- 研究变体度如何影响形鱼的游泳速度和效率.
- 确定最优的硬度调整策略,以帮助状动物的运动.
主要方法:
- 使用平面串行并行机制开发了状鱼的肌肉骨模型.
- 使用离子模型模拟肌肉活动和力量产生.
- 分析了使用复杂直角分解 (COD) 的中线运动.
主要成果:
- 游泳速度和效率随着尾巴跳动的频率增加到最佳点,然后下降.
- 高峰速度和效率通过增加肌肉激活幅度而得到增强.
- 形鱼在高尾跳频率或低肌肉激活幅度下受益于刚性调整.
结论:
- 状鱼的最佳游泳性能来自肌肉激活,身体硬和尾巴跳动频率之间的协同关系.
- 可变的体度是改善不同条件下游泳表现的关键适应.
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