論文の概要: Preparation and Motion Study of Magnetically Driven Micro Soft Robot Mimicking the Cownose Ray
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.15349v1
- Date: Wed, 21 Jan 2026 03:45:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.893558
- Title: Preparation and Motion Study of Magnetically Driven Micro Soft Robot Mimicking the Cownose Ray
- Title(参考訳): 磁気駆動型マイクロソフトロボット(Cownose Ray)の試作と動作研究
- Authors: Jiaqing Chang, Song Gao, Chaowei Dong, zhaobang Li, Yang Liu,
- Abstract要約: 本研究は, 磁気応答型カウノーズ線誘発マイクロソフトロボットをカウノース線の水泳原理に基づいて設計し, 製作する。
実験の結果、水泳速度はB = 5 mT で、f = 11 Hz で5.25 mm/s に達する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.987539786562485
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In narrow, unstructured underwater environments such as environmental monitoring and minimally invasive medical procedures, micro soft robots exhibit unique advantages due to their flexible movement capabilities and small size. At the same time, applying bionic technology to the structural design of micro soft robots can significantly improve their swimming performance. However, limited by their miniaturization, these robots are difficult to power internally and usually adopt a wireless power supply method. This study designs and fabricates a magnetically responsive, cownose ray-inspired micro soft robot based on the swimming principle of the cownose ray. The robot is made of a certain proportion of NdFeB and PDMS. Then, a three-dimensional Helmholtz coil is used to generate an oscillating harmonic magnetic field to conduct swimming experiments on the robot, exploring the influence of magnetic field parameters on the robot's swimming performance. The experimental results show that the swimming speed is the fastest at B = 5 mT and f = 11 Hz, reaching 5.25 mm/s, which is about 0.5 body lengths per second. In addition, by adjusting the current direction and frequency of the coil, the robot can perform different swimming modes such as straight swimming, turning swimming, and directional swimming. By employing a stepwise adjustment method, the impact of response errors on the robot's trajectory can be effectively reduced. This study demonstrates a method for magnetically driven micro soft robots, laying a foundation for the application of wireless-driven robots in underwater narrow spaces.
- Abstract(参考訳): 環境モニタリングや最小限の侵襲的な医療手順のような狭く非構造な水中環境において、マイクロソフトロボットは、柔軟な運動能力と小さなサイズのために、独特な利点を示す。
同時に、マイクロソフトロボットの構造設計にバイオニック技術を適用することで、水泳性能を大幅に向上させることができる。
しかしながら、小型化によって制限されているため、これらのロボットは内部で電力を供給することが困難であり、通常はワイヤレス電源方式を採用する。
本研究は, 磁気応答型カウノーズ線誘発マイクロソフトロボットをカウノース線の水泳原理に基づいて設計し, 製作する。
このロボットは、NdFeBとPDMSの一定割合で作られている。
そして、3次元ヘルムホルツコイルを用いて振動する高調波磁界を生成し、ロボット上での水泳実験を行い、磁場パラメータがロボットの水泳性能に与える影響を探索する。
実験の結果、水泳速度はB = 5 mT で、f = 11 Hz で5.25 mm/s に達する。
また、コイルの電流方向と周波数を調整することで、ストレート水泳、ターン水泳、方向性水泳などの異なる水泳モードを実行できる。
段階的に調整することで、ロボットの軌道に対する応答誤差の影響を効果的に低減することができる。
本研究では、磁気駆動型マイクロソフトロボットの手法を実証し、水中狭い空間に無線駆動型ロボットを応用するための基礎を築いた。
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