تولید بلادرنگ عکس العمل و کنترل یک ربات راه رونده در برابر اغتشاشات خارجی با الهام از رفتار انسان

هدف کلی پژوهش حاضر، تولید حرکت و کنترل ربات انسان نما در برابر اغتشاش خارجی است. برای تولید حرکت، سعی می شود از روشهایی که انسان استفاده می کند، الگوبرداری شود. پژوهشهای گذشته نشان داده اند که یکی از بهترین و موثرترین روشها برای بازتولید عکس العمل های انسان، روش کنترل پیش بین بر پایه مدل (یا همان کنترل با افق پسرو ) است. در رساله حاضر، به کنترل پایداری ربات در حالتی که ایستاده است و همین طور به هنگام راه رفتن پرداخته شده است. تمرکز اصلی بر روی رباتهای راه رونده چرخه حدی ناقص عملگر است. زیرا حرکات این رباتها بسیار کارآمد بوده و طبیعی به نظر می رسد. با این حال، قابلیت این رباتها در دفع اغتشاشات خارجی، در مقایسه با رباتهایی که بر اساس نقطه ممان صفر راه می روند، به خوبی بررسی نشده است. اغتشاش خارجی به صورت نیروی ضربه ای و یا نیروی پیوسته در نظر گرفته شده است. پس از اغتشاش ضربه ای و یا برخورد پاها به زمین، در بردار حالت ربات، پرش ایجاد می شود. بنابراین، مدل سازی ربات به صورت هایبرید انجام شده است. نگاشتهایی جهت ارتباط دادن حالتهای قبل و پس از برخورد پاها با زمین و همچنین اغتشاش ضربه ای به دست آمده است. تولید حرکت و کنترل، برای یک راه رونده چرخه حدی پنج درجه آزادی که در برابر اغتشاش ضربه ای خارجی قرار می گیرد، بر اساس روش کنترل با افق پسرو و کنترل فیدبک بر پایه پیشامد ، انجام شده است. همچنین، با استفاده از روش طراحی قیود مجازی هولونومیک، رفتار یک راه رونده چرخه حدی صفحه ای با هفت درجه آزادی در برابر اغتشاش ضربه ای مطالعه شده است. سپس کنترل کننده ای برای بازیابی تعادل یک ربات راه رونده سه بعدی ناقص-عملگر در برابر اغتشاش طراحی شده است. تولید مسیر و کنترل ربات سه بعدی بر اساس روش قیود مجازی و دینامیک صفر هایبرید با تنظیم مسیر مرجع کنترل کننده فیدبک بر پایه پیشامد انجام شده است. شبیه سازی های متعددی با در نظر گرفتن اغتشاش انجام شده است. نتایج، عملکرد روشهای بررسی شده در بازیابی تعادل در برابر اغتشاشاتی که در صفحات ساجیتال و فرونتال و در جهات مختلف به هنگام فاز تک تکیه گاهی و دو تکیه گاهی وارد می شوند را نشان می دهد. مقایسه کیفی حرکات شبیه سازی شده با استراتژی های مشاهده شده در انسان برای بازیابی تعادل، نشان دهنده موفقیت روشهای بررسی شده در تولید عکس العمل هایی مشابه انسان است.