پروژه های آماده رباتیک (Robotic)

موضوع این سمینار آماده، ربات‌های توانبخشی، مدل‌سازی و کنترل در سامانه‌های انسان–ربات در ۸۱ صفحه ورد و ۳۱ اسلاید پاورپوینت می باشد.در ادامه فهرست و چکیده ای از این سمینار جهت بررسی شما قرار داده ایم: چکیده ربات‌های توانبخشی خانواده‌ای از سامانه‌های مکاترونیکی تعامل‌محور هستند که با ادغام سازه‌های مکانیکی، حسگرها، عملگرها و الگوریتم‌های کنترل، امکان تمرین‌های تکرارشونده، اندازه‌گیری کمیِ عملکرد و ارائه کمکِ قابل تنظیم به بیمار را فراهم می‌کنند. در این تحقیق ابتدا ضرورت و زمینه‌های بالینی/مهندسی ربات‌های توانبخشی و مروری انتقادی بر روندهای گذشته ارائه می‌شود؛ سپس مدل‌سازی سینماتیکی و دینامیکی ربات‌های توانبخشی (به‌ویژه اسکلت بیرونی و سامانه‌های اندام فوقانی) به همراه معماری سخت‌افزار و نرم‌افزار و چالش‌های تعامل انسان-ربات تحلیل می‌گردد. در ادامه، روش‌های کنترل رایج و نوین شامل کنترل امپدانس و ادمیتانس، کنترل کمک-به-مقدار-نیاز (Assist-as-Needed)، کنترل تطبیقی، کنترل پیش‌بین مدل (MPC)، کنترل مبتنی بر سیگنال‌های زیستی (EMG/EEG) و کنترل مبتنی بر یادگیری ماشین از منظر پایداری، ایمنی، عملکرد و قابلیت شخصی‌سازی با تمرکز بر معادلات و مدل‌ها مقایسه می‌شوند. در پایان، جمع‌بندی پژوهش و پیشنهادهایی برای طراحی مدل‌های دقیق‌تر، راهبردهای کنترل ایمن‌تر، و مسیرهای آینده مانند ربات‌های نرم، کنترل چندحالته و دیجیتال‌توئین ارائه می‌شود. فهرست مطالب ۱٫۱ کلیات و تعریف مسئله ۱٫۲ اثرات بر انسان و جنبه‌های فیزیولوژیک ۱٫۳ ضرورت و نوآوری‌ها ۱٫۴ مروری بر کارهای گذشته و سامانه‌های شاخص ۱٫۵ چالش‌های اصلی پژوهشی ۱٫۶ طبقه‌بندی اهداف درمانی و «حالت‌های تمرین» ۱٫۷ معیارهای ارزیابی و داده‌برداری در ربات‌های توانبخشی ۱٫۹ شکاف‌های پژوهشی و مسیرهای نوآوری ۱٫۸ ایمنی، استانداردها و الزامات اخلاقی/حقوقی ۱٫۷ عوامل انسانی، پذیرش بیمار و طراحی تجربه تمرین ۱٫۶ سنجه‌های بالینی و شاخص‌های ارزیابی کارایی مدلسازی ربات‌های توانبخشی ۲٫۱ معماری سامانه (Hardware/Software Stack) ۲٫۱٫۱ لایه سخت‌افزار: ساختار مکانیکی، محرکه و انتقال قدرت ۲٫۱٫۲ لایه نرم‌افزار و زمان‌بندی بلادرنگ ۲٫۲ مدل سینماتیکی و مسئله هم‌راستاسازی مفصل‌ها ۲٫۳ مدل دینامیکی ربات و فرم‌های معادل ۲٫۳٫۱ شناسایی پارامترها، خطای مدل و پیامدهای کنترلی ۲٫۴ مدل انسان-ربات: از مدل معادل تا مدل چندجسمی ۲٫۵ مدل تماس، اصطکاک و غیرخطی‌ها ۲٫۶ عملگرها و مدل انرژی: SEA و VSA ۲٫۷ حسگرها و تخمین حالت/نیرو ۲٫۷٫۱ جدول پیشنهادی حسگرها و کاربرد آن‌ها در توانبخشی ۲٫۸ شناسایی پارامترها و کالیبراسیون (Robot + Patient) ۲٫۹ جدول مقایسه انواع ربات‌های توانبخشی ۲٫۱۲ هم‌طراحی مدل و کنترل (Co-Design) برای کاهش پیچیدگی ۲٫۱۱ مدل‌سازی تماس و اصطکاک در رابط‌های انسانی ۲٫۱۰ مدل‌سازی ربات‌های نرم و سامانه‌های پوشیدنیِ کابل‌محور ۲٫۹ مدل‌سازی عدم قطعیت و نواحی امن در فضای حالت ۲٫۸ شناسایی پارامترها و کالیبراسیون مدل برای هر بیمار روش‌ها و الگوریتم‌های کنترل ۳٫۱ لایه‌های کنترلی و نرخ نمونه‌برداری ۳٫۲ کنترل موقعیت/مسیر و محدودیت‌های آن ۳٫۳ کنترل امپدانس و تحلیل پایداری تماس ۳٫۳٫۱ انتخاب پارامترهای امپدانس بر مبنای بیمار و وظیفه ۳٫۴ کنترل ادمیتانس و فیلترگذاری نیرو ۳٫۵ کنترل هیبرید امپدانس-ادمیتانس و کنترل تطبیقی پارامترها ۳٫۶ کنترل کمک-به-مقدار-نیاز (AAN) با معیارهای عملکرد چندگانه ۳٫۶٫۱ طراحی تابع هزینه و تبدیل معیارهای بالینی به متغیر کنترلی ۳٫۷ کنترل پیش‌بین مدل (MPC) با قیود ایمنی ۳٫۷٫۱ MPC در تماس: قیود نیرو، قیود انرژی و قیود راحتی بیمار ۳٫۷٫۱ جدول نمونه متغیرها و قیود در MPC توانبخشی ۳٫۸ کنترل مقاوم، لغزشی و مسئله چترینگ ۳٫۹ کنترل مبتنی بر EMG و همجوشی حسگرها ۳٫۱۰ کنترل یادگیری‌محور با لایه ایمنی (Safe Learning) ۳٫۱۱ جدول مقایسه راهبردهای کنترلی ۳٫۱۲ شاخص‌های عملکرد کنترل و گزارش‌پذیری در مقاله/سمینار ۳٫۱۱ کنترل داده‌محور و یادگیری تقویتی با قید ایمنی ۳٫۱۰ کنترل پیش‌بین مدل (MPC) و کاربرد آن در تمرین‌های چندقیدی ۳٫۹ کنترل تطبیقی-تعاملی برای بیمارهای ناهمگن جمع‌بندی، نتیجه‌گیری و پیشنهادات ۴٫۱ جمع‌بندی فنی ۴٫۲ پیشنهادات پژوهشی (برای پایان‌نامه/پروژه‌های آینده) ۴٫۳ نکات اجرایی برای ارائه سمینار پیوست الف: تعمیق مدل‌سازی دینامیکی و شناسایی پارامترها الف-۱) صورت‌بندی کلی دینامیک ربات الف-۲) استخراج M، C و g با روش لاگرانژ الف-۳) مدل‌های اصطکاک، بک‌لش و انعطاف‌پذیری الف-۴) مدل تماس و تعامل انسان-ربات الف-۵) شناسایی پارامترها و کالیبراسیون پیوست ب: طراحی و تحلیل کنترل‌کننده‌های پیشرفته برای ربات‌های توانبخشی ب-۱) کنترل گشتاور محاسبه‌شده و خطی‌سازی فیدبک ب-۲) کنترل امپدانس و ادمیتانس ب-۳) کنترل هیبرید موقعیت-نیرو و کنترل در فضای وظیفه ب-۴) کنترل تطبیقی و رگرسور دینامیکی ب-۵) کنترل مقاوم: Sliding Mode و H-infinity ب-۶) کنترل پیش‌بین (MPC) با قیدهای ایمنی ب-۷) کنترل مبتنی بر یادگیری و تقویت (RL) در حلقه انسان ب-۸) کنترل اشتراکی (Shared Control) و Assist-as-Needed ب-۹) پایداری، پاسیو بودن و ایمنی در تماس پیوست ج: شاخص‌های ارزیابی، ملاحظات بالینی و مسیرهای پژوهشی ج-۱) شاخص‌های عملکرد کنترلی در توانبخشی ج-۲) پروتکل‌های تمرینی و نگاشت آن به پارامترهای کنترل ج-۳) مسیرهای نوآورانه: دیجیتال تویین و شخصی‌سازی ۴٫۹ مسیرهای آینده پژوهش ۴٫۸ پیشنهادهای کنترلی برای ایمنی و اثربخشی بالاتر ۴٫۷ پیشنهادهای مهندسی برای مدل بهتر پیوست د: توسعه بسیار عمیق مدل‌سازی و کنترل در ربات‌های توانبخخشی د-۱) انتخاب سطح مدل: از مدل مینیمال تا مدل چند مقیاسی د-۲) دینامیک با عملگرهای واقعی: اشباع، تاخیر، انعطاف و اصطکاک د-۳) مدل سازی انسان به عنوان یک سیستم تطبیقی و زمان متغیر د-۴) معماری کنترلی چند حلقه ای: از گشتاور تا هدف درمانی د-۵) تحلیل پایداری در تعامل: از لیاپانوف تا پاسیو بودن د-۶) شناسایی پارامترها و کالیبراسیون آنلاین برای شخصی سازی د-۷) کنترل پیش بین با قیود ایمنی: صورت بندی عملی د-۸) کنترل مبتنی بر یادگیری: از تنظیم گین تا سیاست های تطبیقی د-۹) نمونه های طراحی: سه سناریوی واقعی و تصمیم های مدلسازی/کنترل سناریو ۱: تمرین آرنج پس از سکته سناریو ۲: تمرین راه رفتن روی تردمیل با اسکلت بیرونی سناریو ۳: توانبخشی دست با اند-افکتور د-۱۰) نکات پیاده سازی: فیلترها، نمونه برداری، و آزمون های اعتبارسنجی پیوست هـ: واژه نامه کوتاه (اصطلاحات مدل و کنترل مراجع و منابع