MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
■001000017164809
■00520250211153049
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798346389576
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31643302
■035    ▼a(MiAaPQ)Stanforddt287tm4668
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a790
■1001  ▼aKaczmarski,  Bartosz.
■24510▼aMechanics  of  Active  Slender  Structures:  From  Real-Time  Simulation  to  Bio-Inspired  Soft  Robotics
■260    ▼a[Sl]▼bStanford  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a161  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-05,  Section:  A.
■500    ▼aAdvisor:  Kuhl,  Ellen.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Stanford  University,  2024.
■520    ▼aSlender  structures  are  ubiquitous  in  our  world  at  all  length  scales-from  interconnected  axons  in  our  brains  and  filamentary  networks  of  fungal  mycelium  to  coiling  plant  tendrils  and  the  versatile  elephant  trunk.  However,  despite  many  mathematical  models  of  passive  slender  structures,  our  understanding  of  the  mechanics  of  active  slender  structures,  in  which  internal  activation  governs  their  deformation,  lacks  a  computationally  efficient  description.  In  the  engineering  world,  developing  a  general  theory  of  active  slender  structures  would  provide  a  unified  model  for  fiber-based  soft  robotic  arms  and  uncover  insights  into  complex  interactions  among  different  deformation  modes.  Such  a  model  could  also  quantitatively  inform  the  biomimetic  design  of  soft-robotic  arms  inspired  by  remarkable  active  slender  structures  of  the  animal  kingdom.  In  this  thesis,  we  simulate  the  deformation  of  active  slender  structures  in  real  time  to  guide  the  control  and  design  of  bio-inspired  soft  robotics.  We  first  present  a  reduced-order  theory  of  the  mechanics  of  active  slender  structures  rooted  in  the  general  continuum  mechanics  of  fibrillar  activation.  Using  a  dimensional  reduction,  we  maximize  the  computational  performance  of  specialized  solutions  to  allow  real-time  simulation.  We  then  leverage  the  high  performance  to  solve  and  analyze  inverse  problems  in  control  and  design  of  active  slender  structures.  Further,  through  physics-informed  analysis  of  the  elephant  trunk,  we  develop  a  bio-inspired  minimal  soft-robotic  design.  We  discover  that  the  minimal  design  achieves  a  remarkably  large  workspace  with  only  three  contractile  actuators.  Our  exploration  of  the  design  space  and  quantitative  analysis  of  a  reachability  cloud  atlas  identify  key  principles  and  trends  governing  the  control  capabilities  of  fiber-based  soft-robotic  manipulators.  We  anticipate  that  our  theory  of  active  slender  structures,  together  with  the  developed  control  and  design  insights,  can  apply  to  numerous  other  problems  in  science  and  engineering.
■590    ▼aSchool  code:  0212.
■650  4▼aDesign  optimization
■650  4▼aEngineering
■650  4▼aPartial  differential  equations
■650  4▼aDeformation
■650  4▼aMechanics
■650  4▼aGeometry
■650  4▼aRobotics
■650  4▼aDesign
■690    ▼a0346
■690    ▼a0537
■690    ▼a0771
■690    ▼a0389
■71020▼aStanford  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-05A.
■790    ▼a0212
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17164809▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서