Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  17,429,687
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Khoa học kỹ thuật và công nghệ

BB

Nguyễn Tiến Đạt, Trần Thiện Huân, Hồ Phạm Huy Ánh

Tạo dáng đi thích nghi cho Robot nhện sử dụng mô hình NARX kết hợp mô hình mạng nơ-rôn tiến hoá

Adaptive gait generation for Spider Robots using NARX nodel combining evolutionary neural network model

Chuyên san Đo lường, Điều khiển và Tự động hóa

2024

2

73-82

Dáng đi đóng vai trò quyết định về hiệu suất đi bộ của robot có chân.Hiện nay, tạo dáng vẫn là bài toán rất khó vì kỹ thuật hiện tại chưatiếp cận được một cách chi tiết về kết cấu vô cùng phức tạp và sự vậnđộng rất tinh vi của các động vật có chân. Bài báo này, đề xuất môhình tạo dáng đi (WPG) để robot nhện bước đi thẳng bám theo quỹđạo ZMP tham chiếu được thiết kế trong 2 chu kỳ bước với hai tốcđộ khác nhau. Đầu tiên, mô hình mạng nơ-rôn tiến hoá hồi quy phituyến (NARX+EANN) được thiết kế để nhận dạng các tham số dángđi của spider robot và cấp cho bộ tạo mẫu đi bộ (WPG). Kế tiếp, bộtạo mẫu dáng đi (WPG) mới chỉ phụ thuộc vào bốn tham số (chiềudài bước, độ nhấc chân, độ khụy gối, độ sải chân) của robot nhệnkích thước nhỏ được thiết kế, bằng cách dựa vào phân tích dáng đithực tế của robot nhện và phân tích động học. Đồng thời, 12 quỹ đạogóc khớp tại bốn chân của robot nhện sẽ được xác định từ quỹ đạocủa hông và quỹ đạo của bàn chân tại bốn chân của robot nhện thôngqua giải bài toán động học ngược bằng phương pháp giải tích. Sauđó, các trọng số tối ưu của mô hình NARX+EANN được nhận dạngbằng cách sử dụng thuật toán tối ưu Jaya để huấn luyện với hàm mụctiêu là cực tiểu hoá tổng sai số giữa tọa độ ZMP thực tế với ZMPtham chiếu trong hai chu kỳ bước có tốc độ khác nhau. Điểm ZMPthực tế được xác định bằng cách dựa vào 12 quỹ đạo góc khớp tạibốn chân của robot nhện thông qua giải bài toán động học thuận sử dụng phương pháp giải tích. Cuối cùng, đề xuất này được áp dụngvào mô hình thực nghiệm robot nhện B3-SBOT. Kết quả thu đượcchứng tỏ rằng B3-SBOT bước đi vững chắc và mạnh mẽ mà khôngnghiêng ngã theo sát quỹ đạo ZMP tham chiếu được thiết kế trong 2chu kỳ bước với hai tốc độ khác nhau.

Legged robots' gait is a major factor in how well they walk. Because present solutions lack a precise approach to the incredibly complicatedstructure and sensitive motions of legged creatures, gait creation remains a highly challenging subject. This article proposes a gait generationmodel (WPG) for a spider robot to walk straight and follow the designed reference ZMP trajectory in 2 step cycles with two different speeds.Initially, the robot spider's gait parameters are determined using a nonlinear recurrent evolutionary neural network model (NARX+EANN),which is then used in a walking pattern generator (WPG). Next, a new gait pattern generator (WPG) that depends only on four parameters(step length, leg lift, knee bend, stride) of the small-sized spider robot is designed, by relying on realistic gait analysis of the spider robot andkinematic analysis. Simultaneously, by using analytical techniques to solve the inverse kinematics issue, 12 joint angle orbits at the spiderrobot's four legs will be determined from the hip and foot orbits at the spider robot's four legs. Then, the optimal weights of the NARX+EANNmodel are identified using the Jaya optimization algorithm for training with the objective function of minimizing the total error between theactual ZMP coordinates and the reference ZMP in two-step cycles of different speeds. The actual ZMP point is determined based on 12 jointangle orbits at the four legs of the spider robot by solving the forward kinematics problem using analytical methods. Finally, this proposal isapplied to the experimental model of the B3-SBOT spider robot. The obtained results demonstrate that B3-SBOT walks steadily and stronglywithout tilting, closely following the designed reference ZMP trajectory in 2 step cycles with two different speeds.