节律运动和感知信息耦合机理研究及实验验证

基本信息
批准号:61673300
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:刘成菊
学科分类:
依托单位:同济大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:姚静,张长柱,王志鹏,尹晓川,熊峰,王鹤霖,张彤,夏力
关键词:
中枢模式发生器优化设计仿人机器人仿生控制
结项摘要

Rhythmic movement and sensory feedback cannot be fused effectively, which has become a common problem in CPG-inspired robot walking control. Because of the weak modulation between robots and the information of environments, it is difficult to adjust the motion patterns in real-time according to the walking states of the robot, which leads to the case that it is hard or even impossible for adaptive walking of the robot in the complex environment. In this project, by considering the staged optimization algorithm, we will develop a novel control method via the imitation of layered reception of reflexes and layered execution of the motion commands in biological CPG. The main topics include: (1) build a novel hierarchical CPG model to improve and standardize the existing multi-layered neuron network; (2) by imitating the biological reflex mechanism, propose feedback paths of the multi-sensor information and the strategy of information reception and interconnection; explore the fused strategies when some performance, such as, the real-time quality and computation efficiency, are taken into account in practice; (3) design a novel staged optimization algorithm with variable searching space such that the optimized structure of the control system could be obtained, and develop an intelligent platform which effectively integrates human intelligence and computational intelligence; (4) demonstrate the effectiveness of the proposed methods on environmental walking adaptability of the humanoid robot. In this project, it is aimed to explore novel control theories and approaches for the problem of humanoid walking, which are expected to greatly improve the innovations of biological-inspired control methods and applications in related engineering fields.

节律运动和感知信息无法有效融合是目前中枢模式发生机制(CPG)机器人工程应用的共性问题。传感信息对机器人与环境交互的调节作用较弱,较难根据机器人运动状态实时调整运动方式,无法完成复杂环境中的适应性行走。本研究拟结合进化计算,模拟生物CPG反射信息分层接收和运动命令分层执行的机制来解决这一问题,研究内容包括:(1)建立一种分层CPG模型,完善和规范现有的多层CPG模型;(2)模拟生物反射机制来建立多传感信息的反馈通路,提出能实现多传感信息接收与耦合的策略,探索耦合策略在系统实现面临实时性、计算效率等关键问题时的解决方法;(3)设计变搜索空间的分步式优化算法,使模型能以最优的结构形式应用到工程中。开发一个有效融合人类智能和计算智能的设计平台;(4)进行仿人机器人适应性行走的实验设计与验证。本项目旨在探索仿人机器人行走控制新的理论和方法,能极大地推动生物诱导控制方法在诸多应用领域内的设计创新。

项目摘要

节律运动和感知信息无法有效融合是目前中枢模式发生机制(CPG)机器人工程应用的共性问题。传感信息对机器人与环境交互的调节作用较弱,较难根据机器人运动状态实时调整运动方式,无法完成复杂环境中的适应性行走。本研究拟结合进化计算,模拟生物CPG反射信息分层接收和运动命令分层执行的机制来解决这一问题,研究内容包括:(1)建立一种分层CPG模型,完善和规范现有的多层CPG模型;(2)模拟生物反射机制来建立多传感信息的反馈通路,提出能实现多传感信息接收与耦合的策略,探索耦合策略在系统实现面临实时性、计算效率等关键问题时的解决方法;(3)针对仿人机器人的关节空间行走控制,将CPG与强化学习算法相融合,提出分层强化学习模型;(4)进行仿人机器人适应性行走的实验设计与验证。本项目旨在探索仿人机器人行走控制新的理论和方法,能极大地推动生物诱导控制方法在诸多应用领域内的设计创新。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

监管的非对称性、盈余管理模式选择与证监会执法效率?

DOI:
发表时间:2016
2

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

硬件木马:关键问题研究进展及新动向

DOI:
发表时间:2018
3

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

基于SSVEP 直接脑控机器人方向和速度研究

DOI:10.16383/j.aas.2016.c150880
发表时间:2016
4

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

宁南山区植被恢复模式对土壤主要酶活性、微生物多样性及土壤养分的影响

DOI:10.7606/j.issn.1000-7601.2022.03.25
发表时间:2022
5

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

端壁抽吸控制下攻角对压气机叶栅叶尖 泄漏流动的影响

DOI:
发表时间:2020

刘成菊的其他基金

相似国自然基金

1

节律-技巧混合驱动的机器人行走机理研究及实验验证

批准号:60875057
批准年份:2008
负责人:陈启军
学科分类:F0306
资助金额:27.00
项目类别:面上项目
2

大型场景海量传感信息弹性感知机制及验证

批准号:61272523
批准年份:2012
负责人:胡小鹏
学科分类:F0208
资助金额:77.00
项目类别:面上项目
3

裁剪波形电负性气体容性耦合放电机理的混合模拟和实验验证

批准号:11675036
批准年份:2016
负责人:宋远红
学科分类:A2901
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
4

基于土壤水运动机理的经验下渗~产流模式物理机制研究及实验验证

批准号:51879163
批准年份:2018
负责人:许钦
学科分类:E0901
资助金额:60.00
项目类别:面上项目