Technische Universiteit Delft
Looprobots
door M&C
Promotie van dhr. D.G.E. Hobbelen: "Limit cycle walking"
30 mei 2008 | 10:00 uur
plaats: Aula TU Delft
De heer Ir. D.G.E. Hobbelen | werktuigkundig ingenieur, Nederland
promotor | Prof.dr. F.C.T. van der Helm (3mE)
Limit cycle walking
Het goed begrijpen van de dynamische principes van menselijk,
tweebenig lopen is nuttig op twee totaal verschillende manieren: 1) om
de prestaties van tweebenige robots te verbeteren en 2) om mensen te
helpen die moeilijk (of niet) kunnen lopen, door het verbeteren van
rehabilitatiemiddelen of -training. In dit onderzoeksproject is
getracht het begrip van tweebenig lopen te vergroten door middel van
het bouwen en laten lopen van simulatiemodellen en robots
(loopsynthese). Deze aanpak is een nuttige toevoeging aan het direct
analyseren van de loopbeweging bij mensen (loopanalyse), omdat het
gebruik van specifiek voor dit onderzoek, minimalistisch ontworpen
`proefpersonen' (robots) de dynamische basisprincipes beter aan het
licht brengt en de toepassing van systematische parameterstudies
toestaat.
Het proefschrift introduceert de definitie van een nieuw concept voor
het genereren van loopbewegingen: `Limit Cycle Walking'. De essentie
van dit concept is het besef dat het mogelijk is om een stabiele
periodieke loopbeweging te verkrijgen zonder dat de beweging continu
lokaal stabiel is. In andere woorden is het mogelijk om te lopen
terwijl je elke stap de neiging hebt te vallen. Met dit besef kan de
behoedzame manier van lopen die robots typisch laten zien, verbeterd
worden in de richting van de meer vloeiende loopbeweging van mensen.
Eveneens zullen hiermee de prestaties van robots vergroot kunnen
worden, gemeten in energieverbruik, veelzijdigheid van bewegingen en
het om kunnen gaan met verstoringen.
Om dit potentieel te valideren zijn er twee lopende robots gebouwd in
dit project: `Meta' en `Flame'. Zij zijn gebruikt om het effect van
vier graden van aansturing op de kwaliteit van de loopbeweging te
bestuderen: voor-/achterwaartse aansturing van het zwaaibeen, de enkel
en het bovenlichaam en zijwaartse aansturing van het zwaaibeen. Hun
effect op de kwaliteit van de loopbeweging is gemeten met
kwantitatieve maten voor energieverbruik, veelzijdigheid van
bewegingen en verstoringsgedrag. Voor de eerste twee bestonden al
geschikte maten, voor verstoringsgedrag is een nieuwe maat
geïntroduceerd: de `Gait Sensitivity Norm'. Alles bij elkaar heeft dit
promotieonderzoek geresulteerd in verscheidene loopbewegingen (op
zowel modellen als fysieke robots) die laag energieverbruik combineren
met goed verstoringsgedrag. Deze resultaten vertonen interessante
relaties met menselijk lopen en hebben hiermee het begrip van de
onderliggende dynamische principes van het tweebenig lopen vergroot.
Meer informatie?
Voor inzage in proefschriften van de promovendi kunt kijken in de TU
Delft Repository op: repository.tudelft.nl. TU Delft Repository is de
digitale vindplaats van openbare publicaties van de TU Delft.
Proefschriften zullen binnen een paar weken na de desbetreffende
promotie in de Repository te vinden zijn.
Laatst gewijzigd: 24 april 2008