开发一个生物灵感的海狮机器人的数值模型
Shraman Kadapa1, Nicholas Marcouiller1, Anthony C Drago1
1Mechanical Engineering and Mechanics, Drexel University, Philadelphia, PA 19104, USA.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|November 26, 2025
概括
研究人员开发了一种经过验证的数值模型,用于生物灵感的加州海狮机器人,改进了水下机器人模拟和对离岸任务的控制.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物启发工程 生物启发工程
- 计算流体动力学的流体动力学.
背景情况:
- 在离岸勘探和监测中,对水下机器人的需求日益增加.
- 对复杂的多体机器人系统需要先进的模拟模型.
- 生物灵感是提高机器人游泳策略的关键.
研究的目的:
- 开发和验证生物灵感的加利福尼亚海狮机器人的数值模型.
- 实现水下机器人运动的模拟,分析和可视化.
- 为生物灵感系统的控制和优化提供基础.
主要方法:
- 通过欧勒-波因卡尔公式来导出运动方程.
- 通过计算流体动力学 (CFD) 和条形理论计算水力动力系数.
- 使用遗传算法改进了模型,以弥合模拟与真实之间的差距.
主要成果:
- 数字模型准确地模拟了机器人在水中的身体运动.
- 模型预测显示与实验数据有很强的一致性.
- 成功预测机器人翻译和定位.
结论:
- 经过验证的模型为生物启发的多体系统提供了一个强大的框架.
- 提高了水下机器人应用的模拟精度.
- 支持未来机器人控制和优化方面的进展.


