ارائه ی مدلی از رفتار اندام های تحتانی حین راه رفتن و استفاده از آن در کنترل ربات های توان بخشی در موارد آسیب های مغزی– نخاعی

در رساله ی پیش رو، مدلی برای رفتار مفاصل اندام تحتانی انسان حین راه رفتن ارائه شده، و از این مدل در کنترل رباتهای توان بخشی پا استفاده میشود. در مدل سازی، با استفاده از نتایج آزمایش های آنالیز راه رفتن، رفتار مفاصل در فازهای مجزا بررسی میشود و به کمک منحنی های گشتاور-زاویه ، مدلهای فنر-میراگری برای تخمین گشتاور مفاصل ارائه میشود. سپس، این مدل ها به کمک سیستم های فازی در قالب مدل های یکپارچه بیان میشوند. در طراحی کنترلر، روشی ارائه میشود که بتواند آزادی عمل بیماران در تمرینهای توانبخشی پا را افزایش دهد و تنها متناسب با نیاز بیماران نیروی کمکی اعمال کند. برای این منظور، الگوهای نامطلوب راه رفتن در بیماران ضایعات مغزی-نخاعی معادل اختلال در رفتار مفاصل آنها در نظر گرفته میشود و برای اصلاح آن ها از فنرهایی مجازی در مفاصل ربات استفاده میشود. تاثیر اعمال این فنرها بر الگوی راه رفتن انسان به کمک شبیهسازی و آزمایشهای تجربی بررسی میشود. برای شبیه سازی، مدلی از راه رفتن انسان بر روی تردمیل توسعه پیدا می کند. برای آزمایشهای تجربی، ربات توانبخشی آرمان توسعه پیدا می کند. سپس، روش کنترل رفتار مبتنی بر مدلهای رفتار مفاصل اندام تحتانی ارائه میشود. پایداری کنترلر رفتار، همگرایی ضرایب آن و امکان اختصاصیسازی تمرین ها به کمک این روش بحث میشود. برای تضمین ایمنی بیمار در تمرینهای توانبخشی روش کنترل رودخانهای توسعه مییابد و به موازات کنترلر رفتار استفاده میشود. تاثیر روش کنترل رفتار بر الگوی راه رفتن سه فرد سالم و یک بیمار فلج یک سویه بررسی میشود و نتایج آن با نتایج روش کنترل امپدانس مقایسه می شود. در مقایسه ی دو روش کنترلی، آزادی عمل افراد در تعیین مسیر راه رفتن و در انتخاب زمان بندی گام برداشتن ملاک عمل قرار میگیرد. همچنین میزان گشتاورهای اعمالی به مفاصل در هر دو روش، به عنوان ملاکی برای اعمال نیروی کمکی در صورت نیاز مقایسه میشوند.