مدل‌سازی سیستم‌های اسکلتی عضلانی
حسین رستمی باروجی؛ عبدالرضا اوحدی همدانی؛ فرزاد توحیدخواه
دوره 17، شماره 2 ، شهریور 1402، ، صفحه 120-130
چکیده
با وجود پیشرفت‌های گسترده در زمینه مطالعه بیومکانیک راه رفتن انسان، هنوز مدل راه رفتن مناسب با قابلیت شبیه‌سازی سیستم کنترل مغز انسان خصوصاً در حالت سه‌بعدی ارائه نشده است. اهمیت موضوع زمانی بیشتر می‌شود که شبیه‌سازی راه رفتن انسان یکی از نیازمندی‌های اصلی طراحان تجهیزات بیومکانیکی نظیر اندام‌های مصنوعی، ربات‌های پوشیدنی ...
بیشتر
با وجود پیشرفت‌های گسترده در زمینه مطالعه بیومکانیک راه رفتن انسان، هنوز مدل راه رفتن مناسب با قابلیت شبیه‌سازی سیستم کنترل مغز انسان خصوصاً در حالت سه‌بعدی ارائه نشده است. اهمیت موضوع زمانی بیشتر می‌شود که شبیه‌سازی راه رفتن انسان یکی از نیازمندی‌های اصلی طراحان تجهیزات بیومکانیکی نظیر اندام‌های مصنوعی، ربات‌های پوشیدنی و ربات‌های انسان‌نما است. با توجه به محدودیت‌ها و پیچیدگی مطالعات قبلی، در این تحقیق، یک مدل دینامیکی سه‌بعدی بر اساس کنترل‌کننده مد لغزشی (SMC) ارائه شده است که رفتار راه رفتن فرد سالم روی زمین را در مراحل مختلف حرکتی شبیه‌سازی می‌کند. در این تحقیق، بررسی جامع و تحلیلی از پیامدهای انتخاب ترتیب دوران سه‌بعدی سیستم مختصات مفاصل صورت گرفته است که با مدل دینامیک معکوس 11 درجه آزادی انجام شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، کنترل کننده SMC با خطای حداقلی قادر به تولید راه رفتن سه‌بعدی انسان است. همچنین در تحلیل راه رفتن سه‌بعدی (آنالیز گیت)، این نتیجه حاصل شد که توالی چرخش کاردان مناسب دینامیک پیچیده راه رفتن سه‌بعدی نیست و باید از ترتیب YXZ استفاده کرد؛ چراکه بدون این تغییر، سینماتیک مفاصل متحمل پرش های غیرفیزیکی و خطای محاسبات خواهد شد. از نتایج این تحقیق می‌توان در طراحی و شبیه سازی سیستم کنترلی ربات‌های انسان‌نما، ربات های پوشیدنی، پروتزهای فعال و غیرفعال استفاده کرد.
