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
Comparative Numerical Analysis of Spiral Geometries for Passive Particle Separation in Microfluidic Devices
Yunes Chakeralhoseini - Mohammad Mahdi Tekiyeh - Mahdi Moghimi Zand
بررسی ارتباط بین کیفیت حسابرسی و عدم شفافیت اطلاعات با هزینه سرمایه
سمیه فرهادی - محمد رستمی
جایگاه فنآوریهای مبتنی بر هوش مصنوعی در برنامه ریزی آموزشی با تاکید بر اهداف برنامه ششم توسعه
سونیا پیشکار - ثریا غلامحسین پور انوری
نقش هوش مصنوعی در بهینهسازی مدیریت و بهرهبرداری از منابع در رایانش ابری
احمد محسن پورگلروئیه - مهدی رضاپورمیرصالح
مروری برمفاهیم دانش هیئت مدیره و فرآیندهای داخلی هیئت مدیره در حاکمیت شرکتی
زهرا سلیمانی زاده - زهره عارف منش
Enhancing Drug–Target Affinity Prediction with Non-Local Block Graph Neural Networks
Reza Tahmasebi - Eghbal Mansoori - Armin Piashehvar - Abbas Mehrbaniyan
کاربرد هوش مصنوعی در پیشبینی دمای هوای ماهیانه
مریم حدادی
تاثیر ویژگیهای حسابرس مستقل بر ارزش افزوده اقتصادی با تاکید بر اثربخشی هیئت مدیره در صنعت فولاد
فرناز علی بالازاده یامچلو - رامین علی بالازاده یامچلو
بررسی و تحلیل عملکرد در زمینه توازن بار ترافیکی برای رایانش ابری
فروزان هاشمی - غلامرضا احمدی
نقش کلان داده در رویه ها و ابزارهای حسابداری مدیریت و مدیریت استراتژیک
یونس بادآور نهندی - مهدی زینالی - مینا فرنود احمدی
more
Samin Hamayesh - Version 44.4.0