Underwater robotics, particularly Remotely Operated Vehicles (ROVs) and Autonomous Underwater Vehicles (AUVs), have been increasingly used for marine exploration but often disturb marine ecosystems. To minimize this impact, RoboIguana, a bioinspired robot designed to replicate the anguilliform swimming of the Galápagos marine iguana, is being developed. Achieving such locomotion typically requires numerous actuators, but this project focuses on an innovative approach that uses only two actuators, relying on heave and pitch actuation to mimic the undulatory motion of the tail. This thesis aims to optimize RoboIguana’s swimming propulsion system through simulated experiments. By relating the flexibility of the tail’s connecting sheet to its torsional stiffness, the system’s control parameters (frequency, heave amplitude, pitch amplitude, and phase shift) and morphological parameters (tail stiffness and density) were derived. The aim was to achieve stable motions suitable for the fabricated tail. Simulations conducted in both vacuum and underwater environments identified appropriate materials and ranges of control parameters that result in stable behaviour. Smaller subsets of control parameters, which maximized propulsion force and minimized sideslip, were also identified. The thesis demonstrated that the desired anguilliform locomotion could be accomplished with minimal actuation. The results provide a solid theoretical foundation for fabricating RoboIguana’s tail and further refine the design for future physical tests. This work advances bioinspired underwater robotics by offering a novel approach to propulsion system design, optimizing hardware and production costs while minimizing material waste. Additionally, reducing the number of actuators mitigates environmental disturbances and contributes to more sustainable manufacturing.

Undervattensrobotik, främst fjärrstyrda undervattensfarkoster (ROVs) och autonoma undervattensfarkoster (AUVs), används i allt större utsträckning för utforskning av marina miljöer, men dessa stör ofta de känsliga ekosystemen. För att minimera denna påverkan pågår utvecklingen av RoboIguana, en bioinspirerad robot som är utformad för att efterlikna havsleguanens ålformade simning. Att uppnå en sådan typ av rörelse kräver vanligtvis många ställdon men detta projekt utforskar en ny och innovativ metod som endast använder två ställdon. Genom att förlita sig på en hävande (längs y-axeln) och en roterande (kring z-axeln) rörelse kan en simstil likvärdig havsleguanens uppnås. Detta examensarbete fokuserar på att optimera RoboIguanas simdrivsystem genom simulerade experiment. Genom att relatera svansens flexibilitet till dess vridstyvhet kunde systemets styrparametrar (frekvens, hävamplitud, rotationsamplitud och fasförskjutning) och morfologiska parametrar (svansens styvhet och densitet) härledas. Målet var att uppnå stabila rörelser som lämpar sig för framtida testning av den fysiskt konstruerade svansen. Simuleringar utförda både i vakuum- och undervattensmiljöer fastställde lämpliga material och intervaller för styrparametrar som resulterar i stabil ålformad simning. Specifika styrparametrar som maximerade framdrivningskraften och minimerade sidoförskjutning identifierades också. Arbetet visade att den önskade ålformade rörelsen kunde uppnås med ett minimalt antal ställdon. Resultaten ger en bred teoretisk grund för tillverkningen av RoboIguanas svans och förfinar designen för framtida fysiska tester. Detta arbete främjar bioinspirerad undervattensrobotik genom att erbjuda ett nytt tillvägagångssätt för utformning av framdrivningssystem som optimerar hårdvara och produktionskostnader, samtidigt som materialsvinn minimeras. Därtill medför användandet av färre ställdon en lägre miljöpåverkan, vilket bidrar till en mer hållbar tillverkning.