تولید حرکات منحنی خطی در ربات انسان نما به کمک مولد مرکزی الگو

در این پایان نامه به بررسی مسئله ی تولید حرکت در ربات های انسان نما می پردازیم. تکنیک اصلی به کار رفته در این تحقیق استفاده از ساختارهای عصبی موسوم به مولد مرکزی الگو می باشد که قادر است الگوی مورد نیاز برای حرکت در یک ربات را بر اساس یک نوع آموزش نمایشی بدست آورد. نحوه ی طراحی سیستماتیک این ساختار عصبی مصنوعی که در علم کنترل کاربرد های فراوانی دارد، اصلی ترین چالش پیش روست که در این پایان نامه به ارائه ی روشی برای آن پرداخته شده است. روش سیستماتیک طراحی و آموزش مولد های مرکزی الگو که از بازخوردهای حسی جهت تطابق خود با شرایط جدید استفاده می کند، در یک مدل سلسله مراتبی مورد بحث و بررسی قرار داده شده است. این مدل چند لایه ای الهام گرفته شده از سیستم عصبی مهره داران و انسان می باشد که شامل لایه ی واحد تصمیم سازی سطح بالا، لایه ی ناحیه ی حرکتی مسن سفالیک، لایه ی مولد های مرکزی الگو و لایه ی سطح پایین مفاصل است. در این مدل سازی فرامین سطح بالای حرکتی که در شکل خاص ویژگی های حرکت منحنی خطی هستند در لایه ی اول تولید می شوند و ناحیه ی حرکتی مسن سفالیک آن ها را به مجموعه ای از سیاست های تحریکی مبدل می سازد و با تحریک لایه ی مولد مرکزی الگو، دنباله های حرکتی برای یک حرکت خاص تولید شده و به لایه ی چهارم ارسال می گردند تا حرکت نهایی تولید گردد. حرکت خاصی که به بررسی تولید آن پرداخته شده است حرکت منحنی خطی است. در این پایان نامه دو مجموعه روش یادگیری جهت آموزش نرون های لایه ی مولد مرکزی الگو و سیاست گذار لایه ی حرکتی مسن سفالیک ارائه شده است که برگرفته از روش های یادگیری گرادیان سیاست در یادگیری تقویتی هستند. مدل ارائه شده یک بستر مناسب جهت ارائه ی آموزش های نمایشی و مبتنی بر تقلید برای ربات های انسان نما محسوب می شود که نیاز به کنترل صریح و برنامه نویسی مستقیم را برطرف می سازد و امکان آموزش غیر مستقیم رفتارهای پیچیده روی انواع ربات ها را مهیا می سازد.