سالک: از هوش مصنوعی chatgpt خواستم یک توضیح کلی بدهد. خیلی جاهایش را خودم هم نمی دونم چی گفته. پس شما هم زیاد جدی نگیرید.
فقط خواستم ، مقداری در جریان مذاکرات من و chatgpt قرار بگیرید.
*۱ در متن زیر ، اونجا که میگه اسکلت بیرونی ، منظورش ربات پوشیدنی است. مثل لباس تن می کنیم. و ربات شش پا ، پوشیدنی نیست ، رباتی از نوع کمکی است.
اصول فنی ساخت ربات ششپا (اسکلت بیرونی و ربات کمکی)
ساخت یک ربات ششپا، بهویژه اگر قرار باشد بهعنوان اسکلت بیرونی پوشیدنی یا ربات کمکی مستقل عمل کند، نیازمند رعایت اصول مکانیکی، الکترونیکی و کنترلی دقیقی است. در ادامه، اصول فنی مربوطه را توضیح میدهم.
---
۱. مکانیک و طراحی ساختاری
الف) طراحی پاها و مفاصل
هر پا باید حداقل ۳ درجه آزادی (DOF) داشته باشد:
1. حرکت بالا/پایین (در ران یا شانه پا)
2. حرکت جلو/عقب
3. حرکت پیچشی یا جانبی برای حفظ تعادل (در صورت نیاز)
پاها میتوانند با طراحی موازی مکانیکی (Parallel Mechanism) یا اتصالات سری (Serial Mechanism) ساخته شوند.
از بلبرینگها، مفاصل چرخشی و بازوهای مقاوم استفاده شود تا حرکت نرم و کنترلپذیر باشد.
در اسکلت بیرونی، پاها باید به نحوی طراحی شوند که فشار بدن را تحمل کنند و نیروی وزن را به زمین منتقل کنند.
ب) بدنه و توزیع وزن
بدنه باید محلی برای اتصال دستههای کمکی و اجزای کنترلی داشته باشد.
در اسکلت بیرونی، وزن سازه نباید بیش از حد زیاد باشد که مانع حرکت طبیعی شخص شود.
استفاده از آلیاژهای سبک مثل آلومینیوم، فیبر کربن یا پلیمرهای مقاوم توصیه میشود.
---
۲. الکترونیک و سیستمهای کنترلی
الف) محرکها (Actuators)
برای حرکت پاها از سرووموتورها یا موتورهای DC با گیربکس میتوان استفاده کرد.
در مدل پیشرفتهتر، میتوان از محرکهای خطی یا هیدرولیکی برای افزایش قدرت استفاده کرد.
در اسکلت بیرونی، محرکها باید طوری طراحی شوند که با کمترین مصرف انرژی، بیشترین گشتاور را تولید کنند.
ب) سنسورها
برای کنترل تعادل و حرکت:
MPU6050 (ژیروسکوپ و شتابسنج) برای حفظ تعادل
فشارسنج و لودسل برای اندازهگیری فشار روی پاها
سنسورهای موقعیت (مانند انکودرهای مغناطیسی یا نوری) برای بررسی زوایای پاها
در اسکلت بیرونی، میتوان از سنسورهای EMG برای دریافت سیگنالهای عضلانی استفاده کرد.
ج) واحد پردازش
در ربات کمکی، Raspberry Pi بهعنوان پردازنده اصلی استفاده میشود.
در اسکلت بیرونی، از میکروکنترلرهایی مثل STM32 یا ESP32 برای پردازش سریع دادههای حرکتی استفاده میشود.
---
۳. الگوریتمهای کنترل
الف) کنترل حرکت و هماهنگی پاها
استفاده از الگوریتمهای گامبرداری حشرهای مانند:
Tripod gait (حرکت سهبهسه پاها برای حفظ تعادل)
Wave gait (حرکت یک پا در یک زمان برای پایداری بیشتر)
پیادهسازی کنترل بازخوردی (PID) یا فازی برای تنظیم موقعیت و سرعت حرکت پاها.
ب) حفظ تعادل و پایداری
در ربات کمکی، الگوریتمهای کنترل وضعیت (Posture Control) با پردازش دادههای MPU6050 اجرا میشوند.
در اسکلت بیرونی، از حلقههای کنترلی بسته برای همگامسازی حرکت پاها با بدن استفاده میشود.
---
۴. منبع تغذیه و مدیریت انرژی
باتریهای لیتیوم-یونی یا لیتیوم-پلیمر با ظرفیت بالا استفاده میشوند.
در اسکلت بیرونی، سیستم باید کممصرف باشد تا مدت زیادی کار کند.
در ربات کمکی، یک ماژول مدیریت توان (BMS) برای کنترل مصرف انرژی بهینه میشود.
---
۵. آزمایش و توسعه
ابتدا یک پای منفرد ساخته و آزمایش میشود.
سپس یک مدل اولیه ساده از ربات ششپا ساخته شده و تستهای مکانیکی روی آن انجام میشود.
در نهایت، الگوریتمهای کنترلی روی سختافزار واقعی پیادهسازی و تنظیم میشوند.
---
نتیجهگیری
ساخت این ربات نیازمند طراحی دقیق مکانیکی، انتخاب بهینه قطعات الکترونیکی و پیادهسازی الگوریتمهای کنترلی پیشرفته است. ابتدا با مدلهای ساده آزمایش انجام شده و سپس نسخه نهایی ساخته میشود.