طراحي يك سيستم تله اپراتوري با استفاده از رويكردهاي كنترل پيش بين

كارشناسي ‌ارشد

يكي از چالش¬هاي اصلي در طراحي سيستم¬هاي تله¬اپراتوري بر اساس معماري¬هاي كلاسيك وجود تأخير زماني در سيستم است كه شفافيت و پايداري سيستم را در تعارض با يكديگر قرار مي¬دهد. به منظور رفع اين كاستي، رويكردهاي كنترل پيش¬بين در سال¬هاي اخير پيشنهاد شده اند. معماري¬هاي پيش¬بين را مي¬توان از دو ديدگاه بررسي كرد: پيش¬بيني نيروي محيط و پيش¬بيني حركت كاربر. مدل ميانجي يك رويكرد پيشنهادي براي ديدگاه اول است كه با ايجاد يك محيط مجازي در سمت راهبر نيروي محيط را پيش¬بيني مي¬كند. دو مورد از چالش¬هاي اصلي اين رويكرد تعيين موقعيت محيط مجازي، و پايداري سيستم در لحظات اوليه برخورد با محيط (حالت گذار) هستند. در اين پايان نامه ابتدا راهكاري براي تعيين موقعيت محيط مجازي ارائه مي¬شود، و سپس جهت پايدارسازي حالت گذار رويكردي بر مبناي جدايي راهبر و پيرو پيشنهاد مي¬شود، بدين صورت كه تبادل سيگنال بين دو سمت قطع مي¬شود و موقعيت هر سمت توسط كنترلر مود لغزشي كنترل شده تا به وضعيت پايدار برسد. براي ديدگاه دوم يك شبكه عصبي طراحي مي¬شود كه موقعيت آينده كاربر را بر اساس داده¬هاي موجودِ فعلي به طور آنلاين پيش¬بيني مي¬كند. مزيت¬هاي اين روش اين است كه توانايي پيش¬بيني حركت براي كاربردها و شرايط متفاوت را دارد، و نيز فرض¬هاي اوليه بسيار كم¬تري از روش¬هاي ارائه شده¬¬ي مشابه لازم دارد. به¬علاوه اين روش مي¬تواند تا حدي حركات غيرمنتظره كاربر را پيش¬بيني كند. روش¬هاي پيشنهادي ابتدا در محيط سيمولينك نرم¬افزار متلب شبيه¬سازي شده و سپس بر روي ربات¬هاي فانتوم اُمني پياده¬سازي مي¬شوند. نتايج به دست آمده نشان مي¬دهند كه با استفاده از رويكرد پيشنهادي اول، سيستم تله¬اپراتوري در تعامل با محيط¬هاي مختلف شفافيت و پايداري خود را حفظ مي¬كند. هم¬چنين با استفاده از رويكرد پيشنهادي دوم، حركات آموزش داده شده و آموزش داده نشده¬ي كاربر به خوبي قابل پيش¬بيني بوده و لذا تأثير تأخير زماني در سيستم به حداقل مي¬رسد.

191475

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر علي مقداري

مهندسي پزشكي - بيو مكانيك

دكتر برهان بيگ زاده