Interactions between a speed-driven pendulum and an array of photoelastic particles are studied to further the current understanding of granular media response during legged locomotion. A two-dimensional experiment is set up and used to study the motions of granular particles and force chains inside the media. A pendulum with a drive at the pivot is used to swing the pendulum through the granular media. For four different pendulum actuation speeds, high speed videos are recorded in order to capture granular media response during the interactions with the pendulum. Image processing algorithms are employed to track positions and calculate velocities of the granular particles. For all studied drive speeds, the maximum particle speed in the vertical direction is found to be the same, whereas in the horizontal direction, the maximum particle speeds are found to be higher with higher rotor speeds. In addition, the photoelastic property of the particles allows the authors to observe force distribution inside the media, and the evolutions of force chains in two dimensions. For a selected drive speed, snapshots of the force chains inside the granular media during the interactions with the pendulum are presented. Through this study, the authors have introduced dynamical use of photoelastic particles to unravel soil dynamics during legged locomotion. This approach can be used to obtain insights into particle dynamics and force chains inside the media and form a picture of the collective soil behavior during interactions with locomotion mechanisms.

研究了速度驱动的摆锤和一系列光弹粒子之间的相互作用，以进一步了解当前腿运动过程中颗粒介质响应的情况。建立了二维实验，用于研究颗粒颗粒和介质内部力链的运动。在枢轴上带有驱动器的摆锤用于使摆锤摆动通过颗粒状介质。对于四种不同的摆锤驱动速度，记录高速视频，以捕获与摆锤相互作用期间的颗粒状介质响应。使用图像处理算法来跟踪颗粒的位置并计算颗粒的速度。对于所有研究的驱动速度，发现垂直方向的最大粒子速度是相同的，而水平方向的最大粒子速度是 发现最大颗粒速度在较高的转子速度下会更高。此外，粒子的光弹性能使作者观察介质内部的力分布以及二维力链的演变。对于选定的驱动速度，显示了与摆锤相互作用期间粒状介质内部力链的快照。通过这项研究，作者介绍了在腿部运动过程中动态使用光弹性颗粒来揭示土壤动力学的情况。这种方法可用于深入了解介质内部的粒子动力学和力链，并形成与运动机制相互作用期间集体土壤行为的图景。粒子的光弹性能使作者观察到介质内部的力分布以及力链在二维中的演化。对于选定的驱动速度，显示了与摆锤相互作用期间粒状介质内部力链的快照。通过这项研究，作者介绍了在腿部运动过程中动态使用光弹性颗粒来揭示土壤动力学的情况。这种方法可用于深入了解介质内部的粒子动力学和力链，并形成与运动机制相互作用期间集体土壤行为的图景。粒子的光弹性能使作者观察到介质内部的力分布以及力链在二维中的演化。对于选定的驱动速度，显示了与摆锤相互作用期间粒状介质内部力链的快照。通过这项研究，作者介绍了在腿部运动过程中动态使用光弹性颗粒来揭示土壤动力学的情况。这种方法可用于深入了解介质内部的粒子动力学和力链，并形成与运动机制相互作用期间集体土壤行为的图景。展示了与摆锤相互作用期间粒状介质内部力链的快照。通过这项研究，作者介绍了在腿部运动过程中动态使用光弹性颗粒来揭示土壤动力学的情况。这种方法可用于深入了解介质内部的粒子动力学和力链，并形成与运动机制相互作用期间集体土壤行为的图景。展示了与摆锤相互作用期间粒状介质内部力链的快照。通过这项研究，作者介绍了在腿部运动过程中动态使用光弹性颗粒来揭示土壤动力学的情况。这种方法可用于深入了解介质内部的粒子动力学和力链，并形成与运动机制相互作用期间集体土壤行为的图景。