بهینه سازی و کنترل ربات توانبخش راه رفتن
چکیده
مقدمه و اهداف در بسیاری از زمینه های مربوط به روباتیک در زمینه توانبخشی، تولید گشتاور مطلوب و دقیق با در نظر گرفتن دینامیک موتورها تحقق پیدا می کند. در عمل دینامیک موتورها ممکن است ناشناخته باشد و به همین دلیل بسیاری محققان از دینامیک موتورها صرف نظر می کنند که می تواند اثر قابل توجهی در نتایج کلی داشته باشد. هدف از این تحقیق، بهینهسازی عملکرد رباتهای توانبخش راه رفتن میباشد. مواد و روش ها اطلاعات سینماتیکی بدست آمده از 10 نفر شامل زوایای مفصل، سرعت زاویهای و شتاب زاویهای، میباشد که هشتاد داده در یک سیکل راه رفتن ثبت شده و به عنوان ورودی به شبکه عصبی اعمال میشود. سپس عملکرد یک کنترلر narma-l2 شبکه عصبی با آموزش توسط سه الگوریتم تکاملی ازدحام ذرات، الگوریتم ژنتیک و رقابت استعماری را برای موتورهای ربات توانبخش راه رونده دوپا نشان می دهد. موتور به دو صورت آنلاین و آفلاین با دنبال کردن گشتاورهای راه رفتن انسان به عنوان مدل مرجع توسط شبکه عصبی باعث بهبود در کنترل ربات دوپا می شود. یافته ها در این تحقیق، به معرفی دستگاهی برای بهبود راه رفتن پرداخته شده که برخلاف دستگاه های قبلی دینامیک موتورها لحاظ گردیده و کاهش ابعاد قسمت سخت افزاری شبکه عصبی و استفاده از الگوریتم های آموزشی تکاملی به ترتیب باعث کاهش قیمت و افزایش دقت بر اساس کاهش حداقل مربعات خطا بعد از میانگین از 20 بار آموزش شبکه عصبی، در ربات توانبخش دوپا شده است. بحث و نتیجه گیری این سامانه باعث بهبود عملکرد و رفع ناتوانی فرد دچار سکته می شود و توانایی شخص را در راه رفتن بهبود می بخشد. کاهش فشار به تاندون ها و کمک به بهبود بیماری با استفاده از سامانه روباتیک از جمله اهدافی پیش بینی شده برای ساخت دستگاه بوده است. ساختار ساده شبکه عصبی، خطای بسیار پایین در دنبال کردن مسیر و سرعت بالای شناسایی سیستم، همه عواملی هستند که باعث شده شبکه عصبی بهترین ساختار برای شناسایی سیستم باشد.
نویسندگان و وابستگی سازمانی
- سید محمدعلی بندگان ابطحی — 1. دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مکانیک، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان. اصفهان. ایران
- نیما جمشیدی — 2. دکتری مهندسی پزشکی، استادیار گروه مهندسی پزشکی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اصفهان. اصفهان. ایران
- پیمان معلم — 3. دکتری برق، دانشیار گروه مهندسی برق، دانشگاه اصفهان. اصفهان. ایران
- آرام قاضی عسگر — 4. دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مکانیک، دانشکده مکانیک، دانشگاه صنعتی اصفهان. اصفهان. ایران
- مرتضی آبدار اصفهانی — 5. داﻧﺸﻴﺎر ﮔﺮوه ﻗﻠﺐ و ﻋﺮوق. داﻧﺸﮕﺎه ﻋﻠﻮم ﭘﺰﺷﻜﻲ اﺻﻔﻬﺎن. اصفهان. ایران