0% Complete
فارسی
Home
/
سی و دومین کنفرانس ملی و دهمین کنفرانس بین المللی مهندسی زیست پزشکی ایران
Optimal Control and Emergence of Kinematic Synergies in Underactuated Biped Locomotion
Authors :
Mahdi Alipoor
1
Masoud Yousefi
2
Farzam Farahmand
3
1- دانشگاه صنعتی شریف
2- دانشگاه صنعتی شریف
3- دانشگاه صنعتی شریف
Keywords :
Trajectory optimization،bipedal locomotion،kinematic synergy،Non-Negative Matrix Factorization (NNMF)،optimal control
Abstract :
This study examines the relationship between cost function selection in trajectory optimization and the resulting joint coordination patterns in a planar five-link biped model. The model represents a simplified humanoid with two legs and a torso connected by revolute joints, and a pointed foot that makes the system underactuated. Four cost functions—sum of squared joint torques, sum of squared hip–knee torques, sum of squared joint powers, and squared head acceleration—were optimized using direct collocation combined with a global search strategy in the OptimTraj framework. The resulting optimal kinematics were analyzed using Non-Negative Matrix Factorization (NNMF) to extract kinematic synergies and evaluate coordination through the Variance Accounted For (VAF). Results indicate that the power-squared and head acceleration-squared cost functions produced two synergies, achieving global VAF values of 94% and 88%, respectively, while the torque squared and hip–knee torque-squared cost functions required three. Across all cost functions, the torso joint exhibited the lowest local VAF, likely due to its periodic motion, which could not be coupled with the motions of other joints using NNMF. The power-squared cost function demonstrated the highest coordination (global VAF 94% and local VAF 85%), suggesting that energy-based optimization encourages the emergence of more coherent synergy structures. These findings highlight both the influence of optimization objectives on coordination and the need for nonlinear approaches to more accurately model joint synergies in underactuated locomotion.
Papers List
List of archived papers
تحلیل نقش هوش مصنوعی در تحول بازرگانی و مدیریت زنجیره تأمین: مطالعهی موردی گروه صنعتی مپنا
حسین بوذری
پیمایش بازارهای جهانی: نقش هوش مصنوعی در تحلیل بازاریابی بین المللی
حسین قره بیگلو - لیلا سبیلی
تاثیر حسابداری ذهنی و هوش مصنوعی بر فرآیند تصمیم گیری مالی و مزایا و معایب آن
علی نمازیان - علی رضائی پور
تاثیر تجربه و شایستگی حسابرس بر اثربخشی حسابرسی با نقش میانجی گری توسعه حرفه ای حسابرسان
امین صفری - آرش درخشان مهر - مسعود احمدی منصورآباد
Silver Nanodisc Metasurface As Geometrical Tunable Absorber for Tailored Thermal Emission
Leila Ghasemzadeh - Sajjad Mortazavi - Karim Abbasian
چشم اندازهای کاربردی علم داده در علوم مهندسی
لیلی روح بخش
کاربردهای هوش مصنوعی در مدیریت موجودی و زنجیره تأمین
منا پاسدار - مبینا پاسدار
مقایسه روشهای مختلف دوخت تاندون فلکسور دست با استفاده از آنالیز اجزای محدود
امیررضا کاظمی - محمد جعفری - محمد مهدی جلیلی - سید حسین سعید بنادکی
کشف قوانین انجمنی با استفاده از الگوریتم ژنتیک در جهت افزایش دقت تشخیص بیماری تیروئید
نرمین قادر - فرهاد سلیمانیان قره چپق
ارزیابی بیومکانیکی دو ایمپلنت باریک در مقابل یک ایمپلنت برای جایگزینی دندان آسیای اول فک پایین: یک تحلیل المان محدود تحت بارگذاری استاتیک و دینامیک
محدثه سادات حسینی میانگفشه - سید عطااله هاشمی
more
Samin Hamayesh - Version 44.5.0