Sterowanie robotem kroczącym w oparciu o wzorzec chodu człowieka

• Autorzy: Parulski P. , Kozłowski K.

Warianty tytułu

EN

Control of a walking robot on a basis of human gait patern

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem niniejszej pracy jest przedstawienie dalszych wyników prac skierowanych na opracowanie systemu do analizy i projektowania chodu dwunożnych robotów kroczących. Głównym zadaniem jest uzyskanie stabilnej orbity okresowej dla analizowanego modelu robota, a pomocne w tym mają być dane pochodzące z ruchu człowieka. Wzorzec chodu otrzymany został przy wykorzystaniu systemu do akwizycji danych firmy Optitrack. Uzyskane trajektorie stanowią dane referencyjne w celu opracowania funkcji wyjścia dla algorytmu sterowania, w wyniku działania którego, ruch robota będzie zbliżony do ruchu człowieka.

EN

The aim of this article is to present further results of work aimed at developing a system for analyzing and designing a gait of a walking bipedal robot with torso and knees, based on biological data. Biological data acquisition was made with a use of the Optitrack vision system and the Matlab environment. Obtained trajectories form the reference data for creating sets of output functions, and consequently for the controller, whose task will be to achieve a stable gait of a robot. The main goal is to create a stable periodic orbit on the basis of human data.

Słowa kluczowe

PL

robot kroczący; chód człowieka; sterowniki robotów; sterowanie robotem; programowanie robotów

EN

walking robot; human motion; robot controllers; robot control; robot programming

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2018
• Tom: z. 196
• Strony: 439--448
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Parulski P.

• Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3A, Poznań

autor

Kozłowski K.

• Politechnika Poznańska, ul. Piotrowo 3A, Poznań

Bibliografia

• [1] Optitrack, http://optitrack.com/motion-capture-robotics/
• [2] A. D. Ames. First steps toward automatically generating bipedal robotic walking from human data. In: Robot Motion and Control 2011. Proceedings. Springer London, 2012. wolumen 422, s. 89-116.
• [3] A. D. Ames. First steps toward underactuated human-inspired bipedal robotic walking. In: Proceedings - IEEE International Conference on Robotics and Automation. Proceedings, 2012, s. 1011-1017.
• [4] A. D. Ames. Human-inspired control of bipedal walking robots. IEEE Transactions on Automatic Control, 2014, wolumen 59, numer 5, s. 1115-1130.
• [5] Samuel Au, Max Bemiker, Hugh Herr. Powered ankle-foot prosthesis to assist level-ground and stair-descent gaits. Neural Networks, 2008, wolumen 21, numer 4, s. 654-666. Robotics and Neuroscience .
• [6] R. D. Gregg et al. Virtual constraint control of a powered prosthetic leg: From simulation to experiments with transfemoral amputees. IEEE Transactions on Robotics, Dec, 2014, wolumen 30, numer 6, s. 1455-1471.
• [7] I. Lim, O. Kwon, J. H. Park. Gait optimization of biped robots based on human motion analysis. Robotics and Autonomous Systems, 2014, wolumen 62, 2, s. 229-240 .
• [8] F. L. Moro, N. G. Tsagarakis, D. G. Caldwell. Walking in the resonance with the coman robot with trajectories based on human kinematic motion primitives (kmps). Autonomous Robots, 2014, wolumen 36, numer 4, s. 331-347.
• [9] Thomas S. Parker, Leon O. Chua. Practical Numerical Algorithms for Chaotic Systems. New York, NY, USA, Springer-Verlag New York, Inc. 1989.
• [10] P. Parulski, M. Michalski, K. Kozłowski. Odwzorowanie Poincare w analizie stabilności robotów skaczących. In: Problemy robotyki, Tom II serii Prace naukowe. Elektronika. Proceedings Red. K. Tchoń, C. Zieliński, Warszawa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2010. Wolumen 175, s. 435-447.
• [11] P. Parulski, M. Michalski, K. Kozłowski. Zastosowanie ludzkiego wzorca chodu do sterowania robotem kroczącym. In: Postępy robotyki, Tom II serii Prace naukowe. Elektronika. Proceedings Red. K. Tchoń, C. Zielinńki, Warszawa, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, 2016. wolumen 195, s. 115-124.
• [12] R. W. Sinnet, S. Jiang, A. D. Ames. A human-inspired framework for bipedal robotic walking design. International Journal of Biomechatronics and Biomedical Robotics, jan, 2014, wolumen 3, numer 1, s. 20-41.
• [13] R. W. Sinnet et al. A human-inspired hybrid control approach to bipedal robotic walking. In: IFAC Proceedings Volumes (IFAC-PapersOnline). Proceedings, 2011. wolumen 18, s. 6904-6911.
• [14] Eric Westervelt et al. Feedback Control of Dynamic Bipedal Robot Locomotion. Control and Automation Series. CRC PressINC 2007.
• [15] D.A. Winter. Biomechanics and motor control of human movement. A Wiley-Interscience publication. New York, J. Wiley and Sons 2009.
• [16] H. Zhao, E. Ambrose, A. D. Ames. Preliminary results on energy efficient 3d prosthetic walking with a powered compliant transfemoral prosthesis. In: 2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA). Proceedings, May, 2017, s. 1140-1147.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).