کنترل مایوالکتریک تناسبی و برخط درجات آزادی شانه یک ربات انساننما با استفاده از سیگنالهای الکترومایوگرام
نویسندگان
1 طراحی کاربردی، دانشکده مکانیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 رئیس / مرکز سیستمها و فناوریهای پیشرفته دانشگاه تهران
3 عضو هیئت علمی دانشکده مکانیک دانشگاه تهران
4 عضو هیئت علمی دانشگاه تهران
doi
چکیده
در این مقاله یک الگوریتم دو مرحلهای برای کنترل مایوالکتریک تناسبی بازوی ربات انساننمای سورنا 3 ارائه میشود که از ترکیب نقاط قوت روشهای کنترلی مطرح در این حوزه یعنی کنترل الگو محور و کنترل همزمان تناسبی برای افزایش دقت تخمینها استفاده میکند. هدف از این تحقیق، ارائه یک واسط کاربری انسان-ربات میباشد که بین فعالیتهای الکتریکی ماهیچهای که به سیگنالهای الکترومایوگرام معروف هستند و زوایای درجات آزادی مفصل شانه متناظر با این ماهیچهها نگاشتی ایجاد کند. در مرحله اول از این الگوریتم، با استفاده از الگوریتم آنالیز تفکیک مربعی و الگوریتم رأی اکثریت، درجه آزادی فعال در هر لحظه شناسایی میشود. در این مقاله الگوریتمهای طبقه بندی معروف در حوزه کنترل مایوالکتریک به همراه بردار مشخصههایی متشکل از مشخصههای حوزههای زمان و فرکانس برای رسیدن به روش طبقه بندی آنالیز تفکیک مربعی با دقت بالای 97% و یک بردار مشخصه برتر بررسی شدهاند. در مرحله دوم، با استفاده از نتیجه مرحله اول، یک شبکه عصبی با تأخیر زمانی در ورودی از بین چهار شبکه آموزش دیده برای هر چهار کلاس حرکتی مفصل شانه انتخاب میشود. این شبکه برای تخمین زاویه متناظر با سیگنال الکترومایوگرام همان درجهآزادی بکار میرود. مدل شبکه عصبی و آنالیز تفکیک در ابتدا با استفاده از دادههای خارج ازخط آموزش میبینند و با استفاده از دادههای برخط تست میشوند. دقت بدست آمده از تخمین زوایا مفاصل در حالت خارج ازخط و برخط و شبیهسازی مقاومت این روش در برابر تعدادی اغتشاش خارجی، حاکی از پیشرفت چشمگیری در این حوزه میباشد.
