شبیه سازی و کنترل یک ربات دوپا با استفاده از شبکه عصبی پویا

دراین تحقیق به مدل سازی و کنترل حرکت راه رفتن انسان پرداخته شده است. در بدن انسان تعداد زیادی مفصل وجود دارند که در انجام حرکات مختلف، این مفاصل به حرکت درآمده و انسان را در انجام کارهایش یاری می کنند. یکی از فعالیت های مهم انسان حرکت راه رفتن اوست. در انجام این فعالیت علاوه بر مفاصل پا، مفاصل دست، کمر و گردن برای حفظ تعادل به حرکت در می آیند. بنابراین در ابتدای امر به نظر می رسد که برای شبیه سازی این حرکت پیچیده نیاز به مدل سازی تمام این مفاصل می باشد. اما با مطالعات انجام شده بر روی سینماتیک و دینامیک حرکت و مشاهده کارهای انجام شده در این زمینه تصمیم بر آن شد که با ساده سازی و تعیین یک سری فرضیات اولیه، شبیه سازی در 2 بعد و توسط یک مدل 9 درجهآزادی انجام شود. با توجه به آناتومی بدن انسان و روابط موجود در این زمینه سعی در انتخاب هر چه نزدیک تر پارامترهای مدل پیشنهادی به واقعیت شد. سپس با استفاده از روش لاگرانژ به استخراج روابط دینامیکی حاکم بر مساله پرداخته شد. بعد از آن با محاسبه ژاکوبین مدل و استفاده ازداده های آزمایشگاهی موجود در این زمینه به تحلیل نیروی فشاری وارد بر کف پا و تایید صحت روابط پرداخته شد.از طرف دیگر برای شبیه سازی حرکت با تمام پیچیدگی های آن تصمیم به مدل سازی به کمک روش شبکه عصبی شد. حال برای این مدل سازی از 3 شبکه پویای سری موازی 2 لایه که دارای 20 نورن در لایه مخفی می باشند استفاده شده است. با آموزش این شبکه ها و تبدیل آنها به شبکه های موازی نتایج بسیارخوبی بدست آمده است.برای کنترل مدل نیز از روش کنترل دینامیک معکوس استفاده شده است. در نهایت با استفاده از روش نشانگر چرخشی پا به بررسی تعادل مدل در حین حرکت پرداخته شده است.