یکی از مسایل مهم در سیستم های رباتیکی و بازوهای مکانیکی، طراحی مسیر است. مسئله طراحی مسیر در محیط های شناخته شده می تواند به صورت خارج از خط انجام گیرد. اما چنانچه محیط حرکتی ربات بطور کامل شناخته شده نباشد و تغییرات از قبل پیش-بینی نشده ای داشته باشد، طراحی مسیر عملا می بایست بصورت همزمان انجام گیرد و در این طراحی مسیر، سرعت و دقت محاسباتی الگوریتم های مورد استفاده از اهمیت ویزه ای برخوردار است. چنانچه مسئله طراحی مسیر همراه با بهینه سازی یک تابع مشخص باشد و در اصطلاح، طراحی یک مسیر بهینه مدنظر باشد، این مشخصه های الگوریتم های محاسباتی، اهمیت مضاعفی خواهند داشت. مسئله طراحی مسیر در ربات های با افزونگی درجه آزادی به دلیل همین افزونگی منجر به حل یک مسئله بهینه سازی می شود. این مسئله هم می تواند به صورت بهینه سازی محض یا بهینه سازی دینامیکی حل شود و هم می تواند به صورت بهینه سازی پارامتری یا بهینه سازی جبری انجام گیرد. در مسئله طراحی مسیر بهینه به صورت پارامتری با فرض توابع حل به صورت ترکیبی از توابع شناخته شده، در عمل مسئله بهینه سازی منجر به پیداکردن بهترین ترکیب و ضرایب مربوط به آن می شود. در این پایان نامه، برای طراحی بهینه مسیر، از الگوریتم های هوشمند بهره گرفته شده است. طراحی مسیر بهینه بازوهای مکانیکی با افزونگی درجات آزادی در فضای مفاصل، به گونه ایانجام می-گیرد که مسیر داده شده در فضای کار را دنبال کرده و در حین حرکت اندیس سینماتیکی و دینامیکی داده شده ای بهینه گردد و این کار برای یک ربات صفحه ای سری و یک ربات صفحه ای موازی در حضور قیدهایی که شامل معادلات دینامیکی و سینماتیکی حاکم می-باشند، انجام می شود. به منطور اعتبارسنجی پاسخ الگوریتم ها در ابتدا پاسخ آن ها با روش جستجو مقایسه شده است. برای هر یک از حالات مختلف مسئله و قیدها، طراحی مسیر با استفاده از الگوریتم های هوشمند، شامل الگوریتم ژنتیک، الگوریتم بهینه سازی دسته ذرات و الگوریتم بهینه سازی کلونی زنبورها، انجام شده و نتایج آن ها با هم مقایسه می شوند. با مقایسه این نتایج مشخص شده است که در طراحی بهینه مسیر، الگوریتم بهینه سازی دسته ذرات از سرعت و دقت بسیار بهتری نسبت به دیگر الگوریتم های هوشمند مورد استفاده، برخوردار است. به همین دلیل از این الگوریتم به منظور تولید داده ، برای آموزش شبکه عصبی در طراحی بهینه مسیر به صورت بلادرنگ بهره گرفته شده است. در ادامه مسئله طراحی مسیر در محیط دینامیکی و با استفاده از شبکه عصبی انجام می گیرد. این طراحی مسیر در ابتدا برای حالتی که مسیر حرکت پنجه معلوم است و سپس برای مسیر نامعلوم حرکت پنجه و با مشخص بودن نقطه ابتدا و انتهایی مسیر انجام می شود که در این حالت می بایست مسیر حرکت در طی مسئله بهینه سازی محاسبه شود. در این بخش نیز طراحی مسیر در دو حالت محیط استاتیکی و دینامیکی انجام می شود و در محیط دینامیکی از شبکه عصبی استفاده شده و در این طراحی مسیر دو روش ارائه شده که در روش اول از سنجش موقعیت مانع و در روش دوم از سنجش موقعیت و سرعت مانع برای تخمین مسیر استفاده می شود و چون خطا اجتناب ناپذیر است،الگوریتمی برای اصلاح خطا ارائه شده است. کلمات کلیدی: طراحی مسیر، ربات های افزونه، بهینه سازی، الگوریتم های هوشمند، موقعیت و سرعت مانع، همزمان(بلادرنگ)

خاک آلی به عنوان لایه ای با درصد رطوبت طبیعی بالا و میزان مواد اورگانیک زیاد شناخته می شود و میزان نشست و ظرفیت باربری کم این خاک به دلیل همین خصوصیات ضعیف می باشد. از این رو تثبیت آن بسیار مهم و حیاتی است. در طی چندین دهه گذشته انباشته شدن لاستیک های فرسوده به یک معضل محیط زیستی در کل جهان تبدیل شده است. یکی از مهمترین مصارف این ضایعات در پروژه های عمرانی استفاده از آن ها به صورت خرده لاستیک و یا پودر لاستیک به عنوان تقویت کننده خاک های ضعیف از جمله خاک آلی می باشد. هدف این پژوهش تثبیت فیزیکی خاک با خرده های لاستیک و تثبیت شیمیایی با مصالحی مانند سیمان پرتلند معمولی، گچ و آهک می باشد. شایان ذکر است مطالعات بر روی بررسی افزایش پایداری، ظرفیت باربری و مقاومت خاک آلی تثبیت شده انجام پذیرفته است. همچنین عملکرد خاک آلی تثبیت شده به عنوان بستر راه مورد بررسی قرار گرفته است. به همین منظور ترکیبات مختلفی از خرده لاستیک (با درصدهای وزنی مختلف 5%، 10%، 15% و 20%) همراه با مقدار ثابت ماسه بادی به میزان 400 کیلوگرم در هر متر مکعب خاک، به خاک آلی نمونه برداری شده از منطقه ای به نام چغاخور واقع در 140 کیلومتری اصفهان اضافه گردید. آزمایشات مقاومت تک محوری، برش مستقیم و تعیین ضریب نفوذپذیری با بار آبی افتان بر روی نمونه های تثبیت شده و دست نخورده خاک آلی انجام گرفت. در این آزمایشات پارامترهای مقاومت تک محوری، مدول الاستیسیته، ضریب چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی و نفوذپذیری نمونه های تثبیت شده و تثبیت نشده برآورد گردید. با مقایسه نتایج آزمایشگاهی، نمونه با 10% خرده لاستیک بیشترین افزایش مقاومت تک محوری را از خود نشان داد (2/64 برابر خاک آلی تثبیت نشده). نمونه های با 10% خرده لاستیک به صورت جداگانه با درصدهای مختلف 5%، 10% و 15% سیمان پرتلند معمولی، گچ و آهک زنده صنعتی خشک مخلوط گردیدند. همچنین آزمایشات مقاومت تک محوری و برش مستقیم بر روی این نمونه ها در سنین 7، 14 و 28 روز عمل آوری در زیر آب، صورت پذیرفت. با توجه به نتایج آزمایشگاهی، مشخص گردید که نمونه با 10% خرده لاستیک، 15% سیمان به همراه ماسه پس از 28 روز عمل آوری بیشترین افزایش پارامترهای مقاومت تک محوری (7/122 برابر خاک آلی تثبیت نشده)، ضریب چسبندگی (5/16 برابر خاک آلی تثبیت نشده) و زاویه اصطکاک داخلی (4/1 برابر خاک آلی تثبیت نشده) را در مقایسه با بقیه نمونه ها به همراه داشت. این در حالی است که در تمامی نمونه ها پارامترهای مقاومتی ذکر شده افزایش چشمگیری نسبت به خاک آلی تثبیت نشده از خود نشان دادند. نمونه با ترکیبات بهینه به عنوان بستر راه در نرم افزار المان محدود abaqus مدل سازی گردید و پس از شبیه سازی لایه های مختلف راه اعم از رویه، اساس و زیراساس قرار گرفته بر روی بستر خاک آلی اصلاح شده اخیر و قرار دادن بار استاتیکی چرخ کامیون استاندارد بر روی لایه رویه، به بررسی کارآیی خاک آلی تثبیت شده بر مبنای نشست حداکثر لایه رویه و مقایسه با نشست مجاز استاندارد به عنوان بستر راه، مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی ریز ساختار نمونه های تثبیت شده و تثبیت نشده و قضاوت بر روی تغییر ساختار نمونه ها، آزمایش میکروسکوپ الکترونی روبشی و ایکس ری فلورسنس بر روی نمونه ها صورت گرفت. نتایج آزمایشات میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که به علت نقش ماسه به عنوان فیلر، آهک، گچ و سیمان با فرآیند پزولانی و هیدراتاسیون و آهک با نقش افزایش دهنده ph، حفرات ناچیزی در خاک تثبیت شده قابل مشاهده است. همچنین بر طبق نتایج آزمایش ایکس ری فلورسنس مشخص گردید که افزودن موادی همچون سیمان، آهک و گچ به خاک آلی باعث تولید مقادیر بالایی از عناصر سیلیسیوم، گوگرد، آلومینیوم، کلسیم، اکسیژن و آهن می شود؛ که این عناصر در ایجاد واکنشهای پزولانیک و هیدراتاسیون بسیار حایز اهمیت می باشند.