0% Complete
English
صفحه اصلی
/
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
نویسندگان :
Mahdi Alipoor
1
Masoud Yousefi
2
Farzam Farahmand
3
1- دانشگاه صنعتی شریف
2- دانشگاه صنعتی شریف
3- دانشگاه صنعتی شریف
کلمات کلیدی :
Trajectory optimization،bipedal locomotion،kinematic synergy،Non-Negative Matrix Factorization (NNMF)،optimal control
چکیده :
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.
لیست مقالات
لیست مقالات بایگانی شده
Digital Technology and Supply Chain Transformation: A Qualitative and Analytical Approach
Elnaz Shakerifar
Application of Organo-Polymer-Stabilized Clay in Road Pavement Layers Construction
Rouzbeh Dabiri
پایش هوشمند دیابت به کمک اینترنت اشیا و دادهکاوی: گامی نوین در مراقبتهای سلامت دیجیتال
سیده عارفه رضوی - وحید جمشیدی - محبوبه طالبی - ملیکا ناصری
کاربرد هوش مصنوعی (AI) و رباتیک پیشرفته و رباتهای هوشمند و اتوماسیون در صنعت خودروسازی ایران (مطالعه موردی: شرکت ایرانخودرو)
حسین بوذری
بررسی کاربرد و چالش های هوش مصنوعی در مدیریت لجستیک بنادر
ایمان حق شناس - دامون رزمجویی
بررسی تاثیر سرمایه فکری بر رشد و ارزش شرکت با تاکید بر عملکرد مالی
یعقوب اقدم مزرعه - فائزه هاشم زاده اصل
Skin Thermomechanical Modeling: Assessing the Influence of Water and Ambient Air
Pezhman Namashiri - Akbar Allahverdizadeh - Fatemeh Khodadoost - Farid Vakili-Tahami
یادگیری عمیق مبتنی بر مکانیسم توجه جمعیت برای تحلیل احساسات بلادرنگ در چتهای زنده یوتیوب
علی فرزین
Electrospun Chitosan-Gelatin/ZIF‑8 Nanofibers Scaffolds for Enhanced Wound Healing
Maryam Nosrati hashi - Maryam Tajabadi - Fateme Mirzajani - Alireza Khavandi
Comparative Evaluation of Deep Learning Architectures for Static American Sign Language Recognition
Shamim Najafi - Sedigheh Dehghani
بیشتر
ثمین همایش، سامانه مدیریت کنفرانس ها و جشنواره ها - نگارش 42.4.1