بهینه سازی چندهدفی حرکت سرپنتین ربات مار مانند با استفاده از nsga

این مقاله با مدل­سازی و شبیه­سازی ربات مار مانند شروع شده و با کار آزمایشی به پایان رسیده است. در ابتدا دو منحنی سرپنوید متقارن و نامتقارن برای ایجاد حرکت سرپنتین  معرفی شده است. سپس معادلات سینماتیک و دینامیک یک ربات مارمانند با n عضو  در حرکت سرپنتین بر روی سطوح صاف و شیبدار به صورت ساده، جامع و کارامد ارائه و برای تأیید معادلات، از نرم افزار سیم­مکانیک و آزمایش­های عملی استفاده شده است. همچنین تأثیر پارامترهای منحنی سرپنوید بر روی گشتاورهای مورد نیاز مفاصل و پیشروی ربات مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می­دهد که با افزایش زاویه سطح شیبدار، کاهش زاویه پیچش اولیه، کاهش تعداد نوسانات (یا تعداد موج­های منحنی بدن)، افزایش طول عضو­ها و افزایش تعداد آن، گشتاور مورد نیاز افزایش می­یابد. برای بهینه­سازی پارامترهای منحنی سرپنوید نامتقارن، از الگوریتم بهینه سازی چندهدفی nsga، برای ارضای هم زمان دو هدف (یعنی حداقل گشتاور مورد نیاز و بیشترین پیش روی) استفاده شده است. طبق نتایج دامنه تغییرات پارامترهای منحنی بدن ربات مارمانند، برای رسیدن به بیشترین پیش روی و کمترین گشتاور، محدود است. به کمک منحنی سرپنوید نامتقارن می­توان به منحنی­هایی که به بدن مار شبیه­تر باشند، دست یافت و عملکرد ربات مارمانند را افزایش داد. در پایان از ربات مارمانند fum-snake i  برای آزمایش و تصدیق معادلات بر روی سطح صاف استفاده شده است.