تشخیص الگوی حرکت با استفاده از سامانه استنتاج عصبی-فازی تطبیقی و طراحی کنترلگر مُد لغزشی برای روبات اسکلت خارجی پایین تنه

تاریخچه علم روباتیک بیشتر به تعامل با انسان نزدیک است. در اصل روبات ها را فقط برای استفاده در محیط های صنعتی به جای انسان در کارهای خسته کننده، تکراری و جاهایی که نیاز به دقت دارند در نظر می گیرند، اما سناریوی فعلی در حال گذر به سمت افزایش تعامل با بشر است. این بدان معنا است که تعامل با انسان از صرف تبادل اطلاعات (در کاربرد از دور) در حال گسترش است و روبات ها به تعامل نزدیک، شامل بعد فیزیکی و ادراکی، خدمت می دهند. 1-1- پیشگفتار در زمینه تعامل روبات ها با انسان مفهوم روبات های پوشیدنی (wr) پدید آمده است. روبات های پوشیدنی روبات های شخص گرا هستند. آن ها را می توان به عنوان ابزاری هوشمند که توسط انسان پوشیده می شوند تعریف نمود، به طوری که مکمل تابعی از اندام (دست و پا) یا جایگزین کامل آن می-باشند. روبات های پوشیدنی ممکن است در کنار اندام انسان عمل کنند، مثل روبات های توان بخش یا در اصطلاحی دیگر روبات اسکلت خارجی ، و یا ممکن است جایگزین مناسبی برای اندام از دست رفته باشند. روبات های توان بخش شاخه ی خاص از علم روباتیک هستند که متمرکز بر ماشین هایی می باشند که برای کمک به مردم در جهت بهبود آسیب های فیزیکی شدید و یا کمک به آن ها در فعالیت های روزمره زندگی طراحی شده اند. این حوزه ی کاری بیشتر در یک زمینه مشترک شناخته شده به نام مهندسی توان بخشی نشئت می گیرد. مهندسی توان بخشی دقیقاً متناسب با درمان فیزیکی بدن است و در سه حوزه مهم کانون توجه قرار می گیرد. این سه حوزه مهم از درمان فیزیکی عبارت است از: درمان قلبی-ریوی ، عصب شناختی ، و ماهیچه-اسکلت بدن می باشد. درمان قلبی-ریوی به معالجه ی مشکلات تنفسی از قبیل تنگی نفس اختصاص میابد و به توان بخشی افرادی که متحمل آسیب های قلبی هستند می پردازد. زمینه عصب شناختی بیشتر در جهت کمک به بازتوانی کنترل ماهیچه است. درمان ماهیچه-اسکلت کمک به قدرت و بازگرداندن کارایی در گروه های ماهیچه و اسکلت بندی بدن در جهت بهبود هماهنگی آن ها می باشد. از این رو روبات های توان بخش کاربردهایی در هر سه حوزه مذکور از درمان فیزیکی دارند؛ البته سهم عمده از کار و توسعه آن بر روی ماهیچه-اسکلت بدن تمرکز یافته است. یک روبات اسکلت خارجی به راه رفتن افراد فلج و یا تقویت نیروی شخص برای راه رفتن کمک می کند [ ]. این روبات یک سامانه هوشمند است که الزامات راه رفتن مثل بالا رفتن از شیب های صعودی و نزولی، نشستن و برخاستن را تحقق می بخشد. روبات یک وسیله پوشیدنی همانند شلوار است که برای انجام وظایف روزانه کاربر به کار گرفته خواهد شد. این روبات قابلیت حرکت دادن کاربر، حمایت از پاهای شخص و کمک به راه رفتن او را دارد. طراحی یک روبات اسکلت خارجی شامل مدل سازی ریاضی سامانه، انتخاب مواد مناسب برای طراحی مشخصات و فرآیندهای ساخت روبات، قدرت تجزیه و تحلیل راه رفتن و پیدا کردن مناسب-ترین ترکیب راه رفتن با بررسی درجه آزادی (dof) در هر یک از مفاصل پاها می باشد. علاوه بر طراحی مکانیکی روبات، یک مدار الکترونیکی برای فرمان های کنترلی به هر مفصل متحرک طراحی می شود.