---

ربات اسکلت خارجی ماشینی است دارای اعضای مشابه بدن انسان و قابل پوشیدن که به کمک عملگرهای خود قدرت شخص را افزایش می دهد. پژوهش پیش رو به مدل سازی دینامیکی و طراحی سیستم کنترل برای نوع پایین تنه این ربات پرداخته است. در مقالات موجود حداکثر بخشی از ربات با یک درجه آزادی مدل سازی و کنترل شده است که به خواننده دید مناسبی از کنترل هم زمان تمام اجزای ربات را نمی دهد. در این راستا ابتدا ساختار مناسب مشابه پروژه بلیکس دانشگاه برکلی برای ربات انتخاب و معادلات دینامیک مربوطه به صورت صفحه ای و به روش نیوتن-اولر استخراج گردید. طی آزمایشی داده های سینماتیک راه رفتن به کمک سامانه Xsens اندازه گیری و دینامیک معکوس در نرم افزار SimMechanics در کنار مدل پیاده شده در نرم افزار MATLAB شبیه سازی گردید که تطابق بالای نتایج مؤید صحت مدل بود. روش کنترل امپدانس بررسی و نکاتی اصلاحی در آن لحاظ شد که عملکرد آن را کمی بهبود بخشید. سپس ربات با استفاده از این الگوریتم کنترل گردید. بدین ترتیب سیستم پایدار شده، حرکت ربات با بهترین کیفیت از بدن تبعیت نمود. نتایج شبیه سازی نشان داد حین حمل باری به بزرگی ۵۰ کیلوگرم، گشتاورهایی کمتر از نیم نیوتن متر در محل های تماس با ربات، به اعضای بدن کاربر وارد می شود.

---

هدف از این مقاله، بررسی تاثیر پروتز مچ پنجه ویسکوالاستیک روی سیکل گیت فرد قطع عضو زیر زانو با استفاده از شبیه ‌سازی دینامیکی راه رفتن انسان می‌باشد. مدلی دو بعدی و هفت سگمنتی به منظور شبیه ‌سازی کل سیکل گیت فرد نرمال و فرد قطع عضو ارائه شده است که مجهز به مدل تقابل بین پا و زمین برای شبیه ‌سازی کل سیکل گیت به صورت یکپارچه می‌باشد. در مرحله اول، شبیه‌سازی سیکل گیت فرد نرمال با ترکیب فرآیند بهینه سازی و روش دینامیک مستقیم انجام شده است. مرحله بعد با جایگزین کردن تولید کننده گشتاور ایده‌آل مچ پا با المانهای غیر فعال که نشانگر پروتز مچ-پنجه غیر فعال می‌باشند، به منظور شبیه‌سازی سیکل گیت فرد قطع زیر زانو آغاز می‌شود. ضرایب بهینه مفصل‌ها که از شبیه‌سازی دینامیکی سیکل گیت فرد نرمال بدست می‌آیند، در مفصل‌های سالم مدل فرد قطع عضو استفاده می‌شوند. با استفاده از روش بهینه سازی دینامیکی مستقیم سه نوع مختلف پروتز مچ پنجه غیر فعال بهینه طراحی و نتایج حاصل از شبیه‌سازی به منظور مقایسه عملکرد پروتزها به کار گرفته می‌شوند. نتایج نشان می‌دهند که استفاده از پروتز مچ پنجه ویسکوالاستیک، کار کل نرمال شده با سرعت، تابع هزینه، تلاش دینامیکی را کاهش و سرعت مدل قطع عضو را افزایش می‌دهد. بنابراین استفاده از پروتز مچ پنجه ویسکوالاستیک می‌تواند الگوی راه رفتن فرد قطع عضو زیر زانو را بهبود می‌بخشد.