مساله راه رفتن ربات معلول: رويكردي متفاوت به مساله راه رفتن ربات هاي دوپا

Amputee walking robot: a different approach to biped walking problem

مساله جابجايي ديناميكي اشيا و مساله راه رفتن رباتهاي دوپا، هرچند به نظر مي رسد كه در نگاه اول كاملاً متفاوت باشند، ولي در واقع مي-توان نشان داد كه ارتباط هاي بسيار عميقي بين اين دو نوع سيستم رباتيكي وجود دارد. در اين مقاله به بررسي ارتباط بين مساله جابجايي ديناميكي اشيا و مساله راه رفتن ربات هاي دوپا در كليه سطوح غيرفعال، نيمه فعال و فعال پرداخته مي شود. در اين راستا مساله اي مجازي تحت عنوان «مساله راه رفتن ربات معلول» تعريف مي گردد و بر اساس آن نحوه ارتباط بين اين دو سيستم تشريح مي گردد. با اين ديدگاه، راه رفتن ربات هاي دوپا نوعي ويژه از مساله جابجايي ديناميكي اشيا چندلينكي است كه در آن، شييي با ساختاري درست شبيه به ساختار ربات دوپا بوسيله بازوهاي مكانيكي صفردرجه ي آزادي (كه ديگر وجود خارجي ندارند) جابجا مي شود. به عبارتي مي توان گفت كه زمين، ربات دوپا را به عنوان شييي چندلينكي جابجا مي كند. براي هر سه حوزه غيرفعال، نيمه فعال و فعال، با ذكر مثال هايي نشان داده مي شود كه مي توان از تعريف يك مساله مادر (جابجايي ديناميكي اشيا چندلينكي) به توسعه مساله راه رفتن ربات دوپاي نظير در همان حوزه دست پيدا كرد. نشان داده مي شود كه كليه جزييات مساله راه رفتن، از جمله مسايل مربوط به پايداري، قابل استنتاج از مساله مادر (جابجايي ديناميكي اشيا چندلينكي) هستند.

Although it seems that two categories of robotic systems, the dynamic object manipulation and dynamic biped walking systems, are completely different in how they are dealt with at the first glance, we believe that there exists a strong relationship between these two types of robotic systems. This paper studies the correlation of the dynamic biped walking and dynamic object manipulation in all areas (passive, underactuated and fully-actuated classes). In this regard, the virtual problem of "the amputee walking robot" is defined to describe the relationship between these two kinds of robotic systems. From this viewpoint, the problem of dynamic biped walking is a special case of dynamic manipulation of multibody objects in which the multibody object has a structure similar to the structure of biped robots. In other words, we can say that the ground manipulates the biped robot which is considered as a multibody object. Then, the concept of correlation is investigated in three different classes of the problem: passive, underactuated, and fully-actuated systems. For each of three categories, appropriate examples are studied. It will be shown that the details of the walking problem could be extracted from the mother problem of dynamic manipulation of multibody objects in all its aspects.