طراحی سیستم کنترلی بهینه و هوشمند برای یک روبات 3 درجه آزادی و کاربرد آن در توانبخشی اندام های پایین بیماران ناتوان حرکتی

توانبخشی یکی از رفتارهای غیردارویی در نظام سلامت جامعه است و مفهوم کلی آن بازگرداندن توانایی ها به حداکثر استقلال می‌باشد. این عمل معمولاً یک کار پرهزینه و نیازمند صبر و حوصله زیادی می‌باشد، از این رو تمایل زیادی به استفاده از روبات ها در این زمینه وجود دارد. از طرفی استفاده از روش های کنترلی کارآ و هوشمند در زمینه توانبخشی روباتیکی، این پروسه را برای بیماران معلول حرکتی مفیدتر می‌گرداند. در این مقاله، یک روش کنترلی هوشمند برای تبعیت از رفتار اندام سالم ارایه و بر روی یک روبات مسطح 3 درجه آزادی (3-dof) پیاده‌سازی می‌شود. سینماتیک معکوس روبات با استفاده از شبکه عصبی حل می‌شود و پارامترهای کنترلی با استفاده از الگوریتم ژنتیک در طی پروسه توانبخشی بهینه‌سازی می‌شوند(استراتژی هوشمند). در نهایت نتایج شبیه‌سازی‌ها با تعریف یک روش فیزیوتراپی ساده بر روی یک مسیر مطلوب و با استفاده از نرم‌افزار مطلب ارایه می شود.

Design of an Optimized Intelligent Control Algorithm for Robotic Rehabilitation of Lower Limbs of Handicapped Patients using a 3-DOF Robot

Abstract: The process of empowering the muscles in order to make them to a normal and common value is an expensive and prolonged work, in common available methods. Hence, it is clearly necessary that Mechatronic technologies should be used in this area. In this paper, an algorithm and an improved rule are presented for controlling a rehabilitation system of lower limbs which is implemented on a 3Degree Of Freedom (DOF) planar robot. Estimation and optimization of control parameters will be done by artificial neural networks and genetic algorithms, respectively (intelligent strategy). Thereafter, the results of simulations are presented by defining a physiotherapy standard mode on a desired trajectory. MATLAB/SIMULINK is used for simulations. Finally, a comparative discussion between this strategy and common methods is devised.