Please wait ...
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
هزینه یابی بر اساس فعالیت(ABC) و پیامد های آن برای نو آوری باز
دکتر مهدی زینالی - رضا عباس زاده کر
تحلیل محتوا و دادهکاوی نظرات کاربران ایرانی درباره برندهای آرایشی منتخب در شبکههای اجتماعی با هوش مصنوعی
بهزاد بالازاده - حسین بوداقی - نازلی قراچورلو
تاثیر هوش مصنوعی در مدیریت بحران زنجیره تامین
علیرضا فولاد - شایان مسگر - احمدرضا مسئله - حسین پورابراهیم گیل کلایه
ارتباط بین عملکرد پایداری و کارایی سرمایهگذاری با نقش تعدیلگری ارزش شرکت
مهدی زینالی - محمد کیانی - سونیا کیوان بد
بازیابی لحظات ویدئویی در بازیهای رایانهای: از مدلهای زبانی بزرگ تا یادگیری تقابلی
محمد گل زوری - پارسا ذاکرحیات - مصطفی عمری
ارائه یک مدل ترکیبی برای تشخیص بیماری آلزایمر با استفاده از هوش مصنوعی و منطق فازی
مصطفی کامل گاطع
شناسایی عوامل موثر بر تمایل به فرار مالیاتی با در نظر گرفتن عوامل فرهنگی با رویکرد تحلیل مضمون
نیما صدری نوبر زاد - پریسا صدری نوبر زاد
Multi-Objective Optimization of the Impeller of a mini Blood Pump: Balancing Outlet Pressure and Scalar Shear Stress
Reza Sahebi-Kuzeh kanan - Hanieh Niroomand-oscuii - Habib Badri Ghavifekr - Farzan Ghalichi
Region-Specific EEG Channel-Based Emotion Detection using Bi-directional Deep Neural Networks
Mahdi Jafari Asl - Sina Shamekhi - Fatemeh Shalchizadeh
مروری بر ترجمه زبان های ناشناخته یا باستانی با استفاده از یادگیری عمیق
علی عبدالعظیمی - سید حسن مرتضوی
more
Samin Hamayesh - Version 44.7.0