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
Fused Deposition Modeling in Bone Tissue Engineering: A Comprehensive Review
Parsa Doaguie - Shima Mirzaie Parsa
Analysis of Blood Report Images Using General-Purpose Vision-Language Models
Nadia Bakhsheshi - Hamid Beigy
A Comparative Analysis of CNN Architectures for Histopathology Image Classification: Performance, Efficiency, and Adversarial Robustness
Moein Akbari Shahpar - Mohsen Akbari-Shahpar
Dynamic Modeling of a Cable-Driven Series Elastic Upper Extremity Exoskeleton for Post-Stroke Rehabilitation
Ali Selk Ghafari - Omid Kalantari
تاثیر تعدیل کننده شدت رقابت پذیری بازار محصولات و نبود تقارن در اطلاعات بر ارتباط مابین هزینه های سرمایه ای و ارزشگذاری شرکت
سینا سلیمانی - فاطمه صمدی
Effects of laminectomy on active-passive spine loads: a musculoskeletal finite element modeling investigation
Aida Ahmadi - Navid Arjmand - Parisa Azimi
تاثیر قابلیت صورتهای مالی بر مالی سازی شرکت
ابراهیم نویدی عباسپور - محمد احسانی
بررسی خواص مکانیکی داربستهای متشکل از نانوسلولز، ژلاتین و ماتریس خارجسلولی برای کاربرد در مهندسی بافت استخوان
مهدی درگاهی - معصومه محمودی
سیاستهای پولی، تغییرات نرخ ارز، تصمیمات تودهوار سهامداران در چارچوب الزامات قانونی بازار سرمایه
عظیم رضوی مجارشین
تحلیل نقش هوش مصنوعی در تحول بازرگانی و مدیریت زنجیره تأمین: مطالعهی موردی گروه صنعتی مپنا
حسین بوذری
بیشتر
ثمین همایش، سامانه مدیریت کنفرانس ها و جشنواره ها - نگارش 42.5.2