仿生蠕动机器人：大动脉血管介入诊疗的动力学建模与仿真

"仿生蠕动型机器人动力学分析与仿真" 本文主要探讨了一种基于腹足动物蠕动原理设计的新型蠕动式机器人，旨在提升其在人体大动脉血管介入诊疗中的适应性和行走效率。该机器人创新性地采用了摩擦力控制模块，使得固定相和移动相的体节单元与管壁之间的摩擦系数有所不同，从而有效提升了蠕动效率，确保了机器人运动的平稳性和承载能力。 蠕动型机器人的结构设计和行走原理是其核心所在。机器人由一系列可相互作用的体节单元组成，通过控制这些单元与管壁的摩擦力，模拟腹足动物的蠕动运动。在大动脉流场环境中，机器人会受到血液流动、血管壁等多种力的影响。为了理解和优化机器人的行为，研究人员运用空间算子代数方法建立了一个详尽的动力学模型，以精确描述机器人的受力状态和运动规律。 在理论分析的基础上，科研团队通过实验验证了机器人的行走原理。实验过程中，他们对机器人在模拟的血管环境中的运动进行了观察和记录，结果证实了设计的有效性。同时，进一步的任务仿真研究则评估了机器人在不同条件下的动力学性能，包括血管直径变化、血液流速变动等复杂情况，为实际应用提供了依据。 样机试验和仿真结果一致表明，这种仿生蠕动式机器人达到了预设目标，不仅能够有效地在大动脉血管中进行介入诊疗，而且其建模和仿真方法对于其他类型的蠕动机器人设计也具有指导价值。文章指出，这种设计和分析方法可以为微小型机器人领域的研究提供新的思路和技术支持，特别是在生物医学和管道检测等领域的应用潜力巨大。 关键词涉及“仿生微小型机器人”、“试验”和“仿真”，反映了研究的主要方向和方法。研究得到了多项科研基金的支持，包括国家自然科学基金、上海市科委科技发展基金以及南京航空航天大学和江苏省数字化制造技术重点实验室的科研资助。作者团队的研究背景涵盖了微小型管道机器人和多体系统动力学等领域，他们的工作为未来的仿生机器人技术进步做出了重要贡献。