در ربات های دارای عضوهای انعطاف پذیر، عدم امکان اندازه گیری دقیق درجات آزادی الاستیک و نرخ زمانی آنها و همچنین بالا بودن هزینه های ابزار دقیق برای اندازه گیری کمیت های مزبور از مشکلات اساسی به شمار میرود. از سوی دیگر بدلیل کم عملگر بودن بازوی ربات یاد شده و عدم امکان استخراج یک مدل دقیق دینامیکی و ارتعاش عضوهای بازو در حین حرکت نیز کنترل حرکت پنجه ربات دشوار است. سهم اصلی این تحقیق، برطرف نمودن مشکل اندازه گیری کمیات ذکر شده است که در این راستا استفاده از مشاهده گر به منظور تخمین متغیرهای حالت الاستیک بازو پیشنهاد می شود. برای تخمین متغیرهای مزبور، بررسی مشاهده پذیر بودن سیستم اولویت اصلی به شمار می آید. بدین منظور ابتدا روش تعیین مشاهده پذیری سیستم ارائه و پس از آن مشاهده گر غیرخطی با بهره بالا طراحی می شود. اثبات همگرائی دینامیک خطای مشاهده گر طراحی شده به سمت صفر، مسئله دیگری است که در این تحقیق به آن پرداخته می شود. روش خطی سازی ورودی -خروجی به عنوان روش کنترلی برای تعقیب مسیر پنجه ربات، انتخاب می شود که در آن به فیدبک کلیه متغیرهای حالت سیستم نیاز است اما فیدبک نظیر متغیرهای حالت الاستیک که غیرقابل اندازه گیری است، از تخمین آنها در مشاهده گر تامین می شود. علاوه برآن پایداری دینامیک داخلی سیستم نیز از اهمیت ویژه ای برخوردار است که برای پایدار نمودن آن، متغیر خروجی سیستم به شکلی مناسب تعریف می شود. وجود نامعینی های پارامتری و نامعینی در جرم باری که بازو حمل می کند، بکارگیری یک روش کنترلی مقاوم را طلب می نماید. در این رساله روش معمول کنترل مود لغزشی که برای ربات های فاقد کم عملگری استفاده می شود، بکار گرفته شده و پیشنهادی برای رفع مشکل کم عملگری آن ارائه می گردد . به منظور صحت سنجی نتایج شبیه سازی و بررسی عملکرد کنترل کننده و مشاهده گر طراحی شده، یک بازوی تک عضوی انعطاف پذیر، طراحی و ساخته شده است. با انجام آزمایش مربوط به بررسی همگرائی مشاهده گر و آزمایش مربوط به روش خطی سازی ورودی-خروجی همراه با تخمین متغیرهای حالت الاستیک در مشاهده گر، نتایج آنها با نتایج شبیه سازی های نظیر مورد مقایسه قرار می گیرد و کارآمدی مشاهده گر غیرخطی با بهره بالای طراحی شده و پایداری دینامیک صفر سیستم به همراه کارآئی روش کنترلی خطی سازی ورودی-خروجی نشان داده می شود.