Интеллектуальное управление антропоморфными роботами
Антропоморфная робототехника – это быстро развивающаяся область знаний.
На данный момент создаются роботы, движения которых все более похожи на человеческие. Однако, выполнение высоко динамичных перемещений, таких как бег, прыжки, сальто и т.д. все еще представляют существенные трудности для таких систем, и в настоящее время могут быть осуществлены лишь в условиях, близких к идеальным.
Одним из важнейших направлений усовершенствования антропоморфных роботов является создание вычислительно эффективных алгоритмов управления, способных для моделей разной степени детализации решать задачи перемещения в режимах близких к режиму реального времени.
Другим перспективным альтернативным направлением является построение библиотеки
заранее просчитанных движений.
Семинар 15. Обзор современных методов планирования в современной антропоморфной робототехнике | Дмитрий Макаров
Доклад посвящен текущему положению дел в области современной антропоморфной робототехники. Рассматривается классификация таких роботов, некоторые современные платформы (Atlas от Boston Dynamics, HRP от National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Cassie от Oregon State University и др.), а также математические модели и методы, используемые в задачах планирования и управления (метод коллокации, Differential Dynamic Programming, Hybrid Zero Dynamics и др.).
В ходе практики Вам предлагается поучаствовать в разработке подобных методов. Исследования будут вестись как в области классических подходов теории управления, обладающих строгими доказательствами своей работоспособности, так и в области интеллектуальных подходов, представляющих большую гибкость при работе в условиях разного рода неопределённостей.
Необходимые умения
  • Хорошая математическая подготовка (курсы дифференциальных уравнений, математического анализа, методов оптимизации, линейной алгебры).
  • Умение читать научную и техническую литературу (статьи, учебники, книги) на английском языке.
  • Умение работать в MATLAB – желательно.
Ключевые слова
Динамические системы, нелинейное управление, оптимальное управление, интеллектуальное управление, адаптивное управление, нейро-нечеткое управление, искусственные нейронные сети.
Участие в проектах по направлению «Интеллектуальное управление робототехническими системами» позволит вам:
  • Получить основы фундаментальных знаний в области управления и соответствующую математическую подготовку.
  • Познакомиться с основополагающими методами «классической» теории управления, которые активно используются при управлении робототехническими системами в настоящее время.
  • Получить знания в области существующих методов интеллектуального управления антропоморфными роботами.
  • Принять участие в разработке новых подходов в области управления антропоморфными роботами.
  • Получить опыт компьютерного моделирования конкретных систем и управления ими.
  • Принять участие в работе российских и международных научных семинаров и конференций по объявленной тематике.
  • Принять участие в написании статей в ведущие российские и зарубежные научные журналы.
  • Успешно написать/защитить курсовую/выпускную работу и получить все необходимые знания для продолжения научной работы по обозначенной тематике.
Темы исследовательских проектов
  • Метод нулевой гибридной динамики для антропоморфных роботов с эластичностью.
  • Метод дифференциального динамического программирования для антропоморфных роботов.
  • Регуляризация гибридных систем.
  • Управление c прогнозирующими моделями (MPC) и его модификации для антропоморфных роботов.
  • Регуляторы Калмана-Лётова и их использование в интеллектуальном управлении.
  • Нечеткая логика и асимптотический анализ.
  • Вычислительно эффективные методы интеллектуального управления на основе алгоритмов аппроксимации Паде и теории приближения функций.
  • Нечеткое и нейро-нечеткое управление для задач планирования и управления в интеллектуальной робототехнике.