Name: the modular design and production of an intelligent robot based on a closed-loop control strategy
Uploaded: 2017-10-14T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 53 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about The Modular Design and Production of an Intelligent Robot Based on a Closed-Loop Control Strategy at JoVE.com

الكتاب تود أن تعرب عن امتنانها للسيد ياوجيه أنه لمساعدته في إجراء التجارب التي ذكرت في هذه الورقة. وأيد هذا العمل جزئيا "مؤسسة العلوم الطبيعية الوطنية الصينية" (رقم 61673117).

1-البناء الخاص بالجهاز <ol><li>تجميع الهيكل كما هو موضح، تأمين المكونات الميكانيكية باستخدام السحابات المناسبة. ( الشكل 1) 
	ملاحظة: الهيكل، التي تتألف من اللوح، موتور، العجلات، إلخ، هو المكون الأساسي للروبوت المسؤولة عن الحركة. وهكذا، خلال الجمعية العامة، تبقى القوس مستقيم.</li>
	الرصاص <li>القصدير الأسلاك والأقطاب الإيجابية والسلبية على حد سواء. لحام أسلاك اثنين يؤدي إلى طرفي المحرك، يربط بين الرصاص الأحمر مسرى الإيجابية والرصاص الأسود إلى القطب السلبي.</li>
	<li>تجميع الأكمام رمح والمحركات والعجلات.
	<ol><li>قم بتوصيل المحرك الأكمام رمح وتأمينه مع المسمار.</li>
		<li>إدراج الأكمام رمح في وسط محور العجلة.</li>
		<li>تثبيت بنية مكتملة على الهيكل-</li>
	</ol></li> <li>حفر ثقبين، 3 مم في القطر، وفي وسط الهيكل، للسماح لتركيب السيارات الوحدة النمطية. توصيل المحرك للسيارات وحدة نمطية-</li>
	<li>ثقب الحفر واحد 1 سم من كلا الحواف اليمنى واليسرى للهيكل لتثبيت القوس لأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء على الجزء السفلي-</li>
	<li>تثبيت السحابات اثنين في وسط الجانبين الشاسيه. 
	ملاحظة: لضمان سير العمل العادي لأجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء، ضمان أن قطعة الربط العمودي للهيكل-</li>
	<li>حفر حفرة، 18 ملم في القطر، ومن خلال كل عنصر من العناصر الهيكلية اثنين لتركيب أجهزة الاستشعار. ( الشكل 2A)</li>
	<li>تثبيت محرك السيارات على الجانب السفلي الهيكل. ( الشكل 2) قم بتثبيت أحد استشعار الأشعة تحت الحمراء لافتاً في كل الاتجاهات الأربعة، على التوالي، من الهيكل. ( الشكل 2)</li>
	تثبيت <li>والعتاد التوجيهية في التماثل. بسبب عزم الدوران الكبيرة المتولدة عن عملية العتاد التوجيهية، ضمان أن يتم تثبيت البراغي بطريقة توفر مشتركة ثابتة ومنيعة.</li>
	<li>تركيب أربعة أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء في وسط الجهاز.</li>
	<li>مكان 14.8 V إمدادات في وسط الجهاز الطاقة، وإلصاق وحدة متحكم (MCU) إلى حزمة البطارية.</li>
	<li>إلصاق أربعة أجهزة استشعار النطاق إلى الجزء العلوي من الجهاز. ضبط الزاوية بين كل أجهزة الاستشعار والأرض إلى 60 درجة، لضمان دقة الكشف بالنسبة لجدول العمل.</li>
	<li>تثبيت أجهزة الاستشعار إمالة المحور المزدوج، والذي يستخدم للكشف عن الحالات عند فشل الجهاز للوصول إلى هدفها في مجال العمل.</li>
	<li>استخدام مفك براغي لإرفاق ذراع الروبوت بالجزء الأمامي الجهاز. ( الشكل 3)</li>
</ol> 2. تصحيح الأخطاء بمحرك التوجيه وتشغيل الوحدة النمطية <ol><li>انقر نقراً مزدوجاً لفتح برنامج تصحيح الأخطاء (مثلاً، روبوت مضاعفات Terminal2010). توصيل الكمبيوتر إلى المجلس التصحيح مع الناقل التسلسلي العالمي (USB) تحويل كابل. ( الشكل 4)</li>
	<li>تعيين محرك التوجيه &#39; s معدل الباود 9600 بت/ثانية، ومعدل القيد لراد 521/دقيقة، الحد الزاوي لدرجة 300 والجهد الحد إلى 9.6 الخامس في واجهة العمل.</li>
	<li>تعيين وضع العامل من العتاد التوجيهية روبوت إلى &#34; وضع محرك التوجيه. &#34;</li>
	<li>تطبيق الاتصال أحادي الاتجاه غير المتزامن كاتصال بين وحدة تحكم ومحركات توجيهي. بهذه الطريقة، يمكن التحكم في وحدة تحكم محركات التوجيهي أكثر من 255 من واجهة جهاز الاستقبال/الإرسال غير متزامن عالمي (UART) واحدة. ( الشكل 5) 
	تنبيه: قد تكون هناك، على الأكثر، 6 توجيه محركات متصل بسلك واحد. عدد كبير جداً من محركات التوجيهي سيؤدي إلى انخفاض الجهد المحموم والكبيرة، أسفر عن السلوك غير عادية مثل طبيعية وإعادة تعيين اتصالات البيانات، وما إلى ذلك ( الشكل 6)</li> <li>تطبيق أحادي غير متزامن الاتصال كاتصال بين المراقب المالي والسيارات في الوحدة النمطية. ( الشكل 7)</li>
	<li>تعيين رقم معرف وحدات القيادة اثنين وأربعة محركات توجيهي. ID3 و ID4 تركت فارغة لأغراض تحديث مستقبلا. ( الشكل 8) 
	ملاحظة: ID1: اليسار قيادة الوحدة النمطية؛ ID2: وحدة القيادة اليمين؛ ID5: جبهة اليسار مشغل التوجيه؛ ID6: الحق-الجبهة محرك التوجيه؛ ID7: اليسار الخلفي محرك التوجيه؛ ID8: محرك التوجيه الخلفي حق.</li>
	<li>تتالي محركات التوجيهي واحداً تلو الآخر والاتصال بوحدة تحكم تتالي.</li>
	<li>الاتصال أجهزة استشعار على واجهات تحكم كل منهما. تجدر الإشارة إلى أن المجس الموصل الذي يحمل علامة ثلاثي هو الأرض (GND)- 
	ملاحظة: AD1: الجبهة الاستشعار الكهروضوئية الأشعة تحت الحمراء في الجانب السفلي؛ AD2: حق الاستشعار الكهروضوئية الأشعة تحت الحمراء في الجانب السفلي؛ AD3: الخلفية الاستشعار الكهروضوئية الأشعة تحت الحمراء في الجانب السفلي؛ AD4: استشعار الأشعة تحت الحمراء الأيسر على الجانب السفلي؛ AD5: استقبال الأشعة تحت الحمراء المسافة قياس الاستشعار؛ AD6: الحق قياس الاستشعار؛ المسافة الأشعة تحت الحمراء AD7: الخلفي من الأشعة تحت الحمراء قياس الاستشعار؛ AD8: قياس الاستشعار؛ المسافة الأشعة تحت الحمراء الأيسر AD9: اليسار-الجبهة المضادة الأشعة تحت الحمراء كهروضوئية مستشعر السقوط؛ AD10: الحق-الجبهة المضادة الأشعة تحت الحمراء كهروضوئية مستشعر السقوط؛ AD11: حق الخلفية المضادة الأشعة تحت الحمراء كهروضوئية مستشعر السقوط؛ AD12: الخلفي الأيسر سقوط المضادة الأشعة تحت الحمراء الاستشعار الكهروضوئية.</li>
</ol> 3. تصحيح أخطاء أجهزة الاستشعار <ol><li>تدوير تنظيم مقبض على ذيل أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء لضبط الكشف عن مجموعة من أجهزة الاستشعار. عندما يتم وضع الروبوت في وسط الجدول العامل، هو مستوى منطق مجسات الأشعة تحت الحمراء الأربعة الأعلى 1. عند نقل الجهاز إلى حافة جدول العمل، سيكون مستوى منطق استشعار الأشعة تحت الحمراء في الجهة المقابلة 0. ( الشكل 9 ألف) 
	ملاحظة: الروبوت يمكن تحديد موقعها في جدول العمل عن طريق تحليل مستوى المنطق من أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء. على سبيل المثال، إذا كانت مستويات المنطق من أجهزة الاستشعار اليسار والجبهة هي 0، يجب أن يكون الروبوت في المنطقة العلوية من جدول العمل.</li>
	<li>مقارنة القيم المقاسة لاستشعار المسافة إلى قيمها الأساس للمعايرة. ( الرقم 9B) 
	ملاحظة: أجهزة الاستشعار عن بعد جهاز استشعار تناظرية. كما تختلف المسافة، أجهزة الاستشعار &#39; قياس s إشارة قوة التغذية المرتدة والمقابلة أيضا ستختلف القيم. يتم ترحيل القيم المقاسة على الجهاز المضيف عن طريق أجهزة الاستشعار الرقمية حيث أن الروبوت يستطيع التعرف على التغيرات في المناطق المحيطة بها.</li>
	تصحيح <li>استشعار زاوية الميل.
	<ol><li>موقف الاستشعار زاوية الميل أفقياً وسجل القيم المقاسة.</li>
		<li>انحدر الاستشعار نحو اتجاهين مختلفين، وسجل القيم المقاسة. إذا كانت القيم المقاسة في نطاق الخطأ، يمكن اعتبار أجهزة الاستشعار يجري في العملية العادية-</li>
	</ol></li></ol> 4. التحكم في نظام <ol><li>بناء نموذج محاكاة للمحرك DC، استناداً إلى معادلة التوازن الجهد موتور DC، معادلة الربط التمويه ومعادلة التوازن عزم الدوران.
	معادلة <ol><li>إقامة توازن الجهد قدمها <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq1.jpg"/> حيث يو د هو الجهد المحور المباشر، يو كيو هو التربيع محور الجهد. R d و R q الدلالة التربيع محور المقاومة والمقاومة محور مباشرة على التوالي. <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq2.jpg"/>، <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq3.jpg"/>، <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq4.jpg"/>، <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq5.jpg"/> ، وتمثل محور المباشرة الحالية، مباشرة المحور الحالي، وتوجيه محور التمويه والتمويه محور التربيع.</li>
		<li>تأسيس الجريان معادلة الربط قدمها < imglt = "المعادلة 6" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq6.jpg"/> حيث <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq7.jpg"/> و <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq8.jpg"/> الدلالة المعامل لتوجيه محور سيلفيندوكتانسي والتربيع محور سيلفيندوكتانسي على التوالي. <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq9.jpg"/> و <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq10.jpg"/> معامل محاثة متبادلة. <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq11.jpg"/>، <img alt="Equation 12" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq12.jpg"/> تمثل عزم عزم الدوران وتحميل الكهرومغناطيسي.</li>
		<li>عزم الدوران تأسيس التوازن معادلة حساب بواسطة <img alt="Equation 13" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq13.jpg"/>.</li>
		<li>محاكاة بناء نموذج للمحرك DC. ( الشكل 10)</li>
	</ol></li> <li>تطبيق مراقبة مغلقة مزدوجة المحرك DC. استخدام إخراج منظم السرعة كالمدخل للهيئة التنظيمية الحالية لتنظيم المحرك &#39; s عزم الدوران والحالية- 
	ملاحظة: الرسم التخطيطي لهيكل النظام الحالي للتنظيم. ( الشكل 11) 
	دالة التحويل المنظم الحالي PI هو مبين <img alt="Equation 14" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq14.jpg"/>، حيث <img alt="Equation 15" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq15.jpg"/> هو معامل التناسبية الجهة المنظمة الحالية و <img alt="Equation 16" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq16.jpg"/> هو الرصاص وقت ثابت من الجهة المنظمة الحالية. فإنه يمكن الحصول على معامل المقياس <img alt="Equation 17" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq17.jpg"/>، ومعامل متكاملة <img alt="Equation 18" src="/files/ftp_upload/56422/56422eq18.jpg"/>.
	<ol><li>تطبيق مراقبة مغلقة مزدوجة المحرك DC. ( الشكل 12)</li>
	</ol></li> <li>تطبيق مراقبة الحركة أربعة-رباعي المحرك DC. ( الشكل 13)
	حلبة <ol><li>أن تنتفع قيادة ح-جسر لتحقيق الحركة أربعة-رباعي المحرك DC بتحوير على الخروج من معدن-أكسيد-شبه موصل الميدان-تأثير الترانزستور (موسفيت). ( الشكل 14) 
		ملاحظة: عند تشغيل Q1 و Q4 والمحرك في الدولة الكهربائية إلى الأمام ورباعي أول إدارة الدولة. عندما يتم تشغيل Q3 و Q4، المحرك في طاقة الكبح الدولة والربع الثاني إدارة الدولة. عندما يتم تشغيل Q2 و Q3، المحرك في الدولة الكهربائية العكسية والدولة الحركة الربع الثالث. عندما يتم تشغيل Q1 و Q2، المحرك في الطاقة عكس الكبح الدولة والدولة الحركة الربع الرابع-</li>
	</ol></li> <li>تطبيق عرض الذبذبات (بوم) لتنظيم سرعة المحرك DC. تعدل العاصمة الجهد عرض النبض (دورة) تطبيق المحرك المحرك عن طريق السيطرة على الخروج التبديل الكهربائية عند إمداد التيار الكهربائي قوة المحرك DC لم يتغير أساسا، وبالتالي تحوير متوسط القيمة ومدخلات سرعة دوران الجهد المحرك للسيارات-</li>
</ol> 5. كتابة البرنامج <ol><li>استخدام سطر تحميل USB لاستيراد ملف ثنائي (بن) إنشاؤها بواسطة KEIL5 إلى وحدة تحكم-</li>
	<li>تحديد البرنامج ليتم تنفيذها.</li>
</ol> 6. تطبيق السيناريو <ol><li>تطبيق لون الاعتراف لتصنيف البضائع في مصنع. ( الشكل 15)
	<ol><li>استخدام كاميرا بصرية لجمع الصور والتحقق من لون الممسوحة ضوئياً باستخدام عدد صفيف ثنائي الأبعاد المرتجعة.</li>
		<li>رفع الكائن مع الأسلحة الميكانيكية-</li>
		<li>إصدار أمر لنقل الكائن إلى الموقع المعين باستخدام الكاميرا، وقيادة السيارات للروبوت.</li>
	</ol></li> <li>البحث بسرعة لمسح المناطق المعينة. ( الشكل 16)
	<ol><li>استخدام أجهزة الاستشعار البصرية أربعة على الروبوت لكشف المواقع المحيطة بالعقبات.</li>
		<li>الأمر محرك التوجيه رفع مجرفة الميكانيكية وإزالة العقبات في المناطق المعينة.</li>
		<li>استخدام الخوارزمية الجينية لتحديد المسار البحث الأكثر فعالية.</li>
	</ol></li> <li>استخدام الاعتراف بالذات لمنع السقوط من منضدة فصل العمال من منطقة عمل الجهاز وضمان سلامة العمال.
	<ol><li>تعديل الإشارات على أساس الفرق في الارتفاع بين الأربعة العليا البصرية أجهزة الاستشعار، والتي تعترف بطاولة العمل والأرض.</li>
		<li>تحليل الإشارات قابلة للتغيير لتحديد موقع حواف طاولة العمل.</li>
		<li>قيادة الجهاز لتجنب حواف طاولة العمل.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Charalampous, K., Kostavelis, I., Gasteratos, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robot+navigation+in+large-scale+social+maps:+An+action+recognition+approach.">Robot navigation in large-scale social maps: An action recognition approach.</a> Expert Syst Appl. 66 (1), 261-273 (2016).</li><li>Huang, Y., &amp;Wang, Q. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disturbance+rejection+of+Central+Pattern+Generator+based+torque-stiffness-controlled+dynamic+walking.">Disturbance rejection of Central Pattern Generator based torque-stiffness-controlled dynamic walking.</a> Neurocomputing. 170 (1), 141-151 (2015).</li><li>Tepljakov, A., Petlenkov, E., Gonzalez, E., Belikov, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+Realization+of+Retuning+Fractional-Order+Controllers+for+an+Existing+Closed-Loop+Control+System.">Digital Realization of Retuning Fractional-Order Controllers for an Existing Closed-Loop Control System.</a> J Circuit Syst Comp. 26 (10), 32-38 (2017).</li><li>Siluvaimuthu, C., Chenniyappan, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Low-cost+Reconfigurable+Field-programmable+Gate+Array+Based+Three-phase+Shunt+Active+Power+Filter+for+Current+Harmonic+Elimination+and+Power+Factor+Constraints.">A Low-cost Reconfigurable Field-programmable Gate Array Based Three-phase Shunt Active Power Filter for Current Harmonic Elimination and Power Factor Constraints.</a> Electr Pow Compo Sys. 42 (16), 1811-1825 (2014).</li><li>Brogardh, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Present+and+future+robot+control+development+-+An+industrial+perspective.">Present and future robot control development - An industrial perspective.</a> Annu Rev Control. 31 (1), 69-79 (2007).</li><li>Wang, E., Huang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Novel+DoubleClosed+Loops+Control+of+the+Three-phase+Voltage-sourced+PWM+Rectifier.">A Novel DoubleClosed Loops Control of the Three-phase Voltage-sourced PWM Rectifier.</a> Proceedings of the CSEE. 32 (15), 24-30 (2012).</li><li>Li, D. H., Chen, Z. X., Zhai, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double+Closed-Loop+Controller+Design+of+Brushless+DC+Torque+Motor+Based+on+RBF+Neural+Network.">Double Closed-Loop Controller Design of Brushless DC Torque Motor Based on RBF Neural Network.</a> , 1351-1356 (2012).</li><li>Tian, H. X., Jiang, P. L., Sun, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double-Loop+DCSpeed+Regulation+System+Design+Basd+On+OCC).">Double-Loop DCSpeed Regulation System Design Basd On OCC).</a> , 889-890 (2014).</li><li>Xu, G. Y., Zhang, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double+Closed-Loop+Feedback+Controller+Design+for+Micro+Indoor+Smart+Autonomous+Robot).">Double Closed-Loop Feedback Controller Design for Micro Indoor Smart Autonomous Robot).</a> , 474-479 (2011).</li><li>Chen, Y. N., Xie, B., Mao, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electric+Tractor+Motor+Drive+Control+Based+on+FPGA.">Electric Tractor Motor Drive Control Based on FPGA.</a> , 271-276 (2016).</li><li>Zhang, J., Zhou, Y. J., Zhao, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+on+Four-quadrant+Operation+of+Brushless+DC+Motor+Control+Method.">Study on Four-quadrant Operation of Brushless DC Motor Control Method.</a> Proc. International Conference on Mechatronics, Robotics and Automation. (ICMRA 2013). , 1363-1368 (2013).</li><li>Joice, C. S., Paranjothi, S. R., Kumar, V. J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+Control+Strategy+for+Four+Quadrant+Operation+of+Three+Phase+BLDC+Motor+With+Load+Variations.">Digital Control Strategy for Four Quadrant Operation of Three Phase BLDC Motor With Load Variations.</a> Ieee T Ind Inform. 9 (2), 974-982 (2013).</li><li>Drumheller, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimal+Decision+Making+Algorithm+for+Managed+Aquifer+Recharge+and+Recovery+Operation+Using+Near+Real-Time+Data:+Benchtop+Scale+Laboratory+Demonstration.">Optimal Decision Making Algorithm for Managed Aquifer Recharge and Recovery Operation Using Near Real-Time Data: Benchtop Scale Laboratory Demonstration.</a> Ground Water Monit R. 37 (1), 27-41 (2017).</li><li>Wang, X. S., GAO, Y., Cheng, Y. H., Ma, X. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Knowledge-guided+genetic+algorithm+for+path+planning+of+robot.">Knowledge-guided genetic algorithm for path planning of robot.</a> Control Decis. 24 (7), 1043-1049 (2009).</li></ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

في هذه الورقة، قمنا بتصميم نوع من الروبوت الذكي الذي يمكن أن يبني صورة مستقلة. قمنا بتنفيذ خوارزمية البحث الذكي المقترحة والاعتراف بالحكم الذاتي من خلال دمج عدة برامج مع الأجهزة. في البروتوكول، قدمنا النهج الأساسي لتكوين الأجهزة وتصحيح روبوت ذكي، مما قد يساعد المستخدمين تصميم بنية ميكان?...

الروبوتات هي آلات معقدة وذكية تجمع بين المعرفة بالعديد من التخصصات، بما في ذلك الميكانيكا، الإلكترونيات والتحكم، وأجهزة الكمبيوتر، وأجهزة الاستشعار والذكاء الاصطناعي 1،2. ويتزايد الروبوتات مساعدة أو حتى تحل محل البشر في مكان العمل، ولا سيما في الإنتاج الصناعي، نظراً للمزايا التي تمتلك الروبوتات في أداء المهام المتكررة أو الخطرة. تصميم البروتوكول روبوت ذكي في الدراسة الحالية يستند إلى استراتيجية لمراقبة مغلقة، على وجه التحديد مسار التخطيط بناء على خوارزمية وراثية. وعلاوة على ذلك، كانت وحدات وظيفية دقة مقسمة3،4، التي قد توفر أساسا متينا للعمل المستقبلي الأمثل، حيث يكون الروبوتات قدرة قوية للترقيات.
تنفيذ وحدات منهاج الروبوتية يستند أساسا إلى الأساليب التالية: استراتيجية مراقبة تركيبة متعددة الأبعاد في التحكم في المحركات وحدة5،6، واستكشاف ذكي استناداً إلى خوارزمية وراثية في الوحدة النمطية خوارزمية الأمثل.
نحن نستخدم مزدوجة مغلقة السيطرة على العاصمة المحرك وتشغيل المحرك رباعي أربعة في الوحدة النمطية للتحكم في المحركات. التحكم في سرعة مغلقة مزدوجة يعني أن إخراج منظم السرعة بمثابة مدخلات الجهة الحالية، مما يتيح لها التحكم في التيار وعزم الدوران من المحرك. وميزة هذا النظام هو أن عزم الدوران للمحرك يمكن التحكم في الوقت الحقيقي على أساس الفرق بين سرعة معينة والسرعة الفعلية. عند الاختلاف بين المعطى والفعلي يتم بسرعة كبيرة نسبيا، ويزيد من عزم دوران المحرك وسرعة التغييرات أسرع للسيارة سرعة موتور تجاه القيمة المعطاة، في أسرع وقت ممكن، مما يجعل للسريع سرعة تنظيم7، 8 , 9-على العكس من ذلك، عندما تكون السرعة نسبيا قريبة من قيمة معينة، يمكن أن تلقائياً يقلل من عزم الدوران للمحرك لتجنب السرعة الزائدة، مما يسمح سرعة لتحقيق القيمة المعطاة نسبيا بسرعة مع لا خطأ6، 10-منذ وقت ما يعادلها ثابت الحلقة الحالية كهربائية صغيرة نسبيا، أربع رباعي السيارات11،12 يمكن الاستجابة بسرعة أكبر لقمع أثر التدخل عندما يكون النظام رهنا تدخل خارجي. وهذا يسمح لتحسين الاستقرار وقدرة النظام على مكافحة التشويش.
علينا أن نختار خوارزمية وراثية ذكي الأمثل بكفاءة أعلى على أساس نتائج محاكاة تشغيل في MATLAB. خوارزمية وراثية خوارزمية بحث الموازي عشوائية استناداً إلى نظرية الانتقاء الطبيعي في علم الوراثة. وهو يشكل وسيلة فعالة لإيجاد الحل الأمثل العالمية نظراً لعدم وجود أي معلومات أولية. تعتبر مجموعة الحل للمشكلة سكان، مما يؤدي إلى زيادة نوعية الحل عن طريق الاختيار المستمر، كروس، والطفرات وغيرها من العمليات الوراثية. وفيما يتعلق بمسار التخطيط عن طريق روبوت ذكي، تنشأ صعوبة نتيجة لعدم كفاية المعلومات الأولية، بيئات معقدة وغير خطية. الخوارزميات الجينية أفضل قادرة على حل مشكلة مسار التخطيط نظراً لأنها تمتلك القدرة على التحسين العالمي، والتكيف مع قوي ومتانة في حل المشكلات غير الخطية؛ لا توجد أية قيود محددة على هذه المشكلة؛ عملية حساب بسيطة؛ وليست هناك أي متطلبات خاصة للبحث الفضائي 13،14.

<table><tbody><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>L1-1</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>L2-1</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>L3-1</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>L4-1</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>L5-1</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>L5-2</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>U3A</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>U3B</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>U3C</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>U3F</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>U3G</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>U3H</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>U3J</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>I3</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>I5</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>I7</td><td></td></tr><tr><td>structural parts</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>CGJ</td><td></td></tr><tr><td>link component</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>LM1</td><td></td></tr><tr><td>link component</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>LM2</td><td></td></tr><tr><td>link component</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>LM3</td><td></td></tr><tr><td>link component</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>LM4</td><td></td></tr><tr><td>link component</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>LX1</td><td></td></tr><tr><td>link component</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>LX2</td><td></td></tr><tr><td>link component</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>LX3</td><td></td></tr><tr><td>link component</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>LX4</td><td></td></tr><tr><td>Steering gear structure component</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>KD</td><td></td></tr><tr><td>Steering gear structure component</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>DP</td><td></td></tr><tr><td>Infrared sensor</td><td>UPTECMONYH HAR</td><td>E18-B0</td><td>Digital sensor</td></tr><tr><td>Infrared&amp;nbsp;Range&amp;nbsp;Finder</td><td>SHARP</td><td>GP2D12</td><td></td></tr><tr><td>Gray level sensor</td><td>SHARP</td><td>GP2Y0A02YK0F</td><td></td></tr><tr><td>proMOTION&amp;nbsp;CDS</td><td>SHARP</td><td>CDS&amp;nbsp;5516</td><td>The robot steering gear</td></tr><tr><td>motor drive module</td><td>Risym</td><td>HG7881</td><td></td></tr><tr><td>solder wire</td><td>ELECALL</td><td>63A</td><td></td></tr><tr><td>terminal</td><td>Bright wire</td><td>5264</td><td></td></tr><tr><td>motor</td><td>BX motor</td><td>60JX</td><td></td></tr><tr><td>camera</td><td>Logitech</td><td>C270</td><td></td></tr><tr><td>Drilling machine</td><td>XIN XIANG</td><td>16MM</td><td>Please be careful</td></tr><tr><td>Soldering station</td><td>YIHUA</td><td>8786D</td><td>Be&amp;nbsp;careful&amp;nbsp;to&amp;nbsp;be&amp;nbsp;burn</td></tr><tr><td>screwdriver</td><td>EXPLOIT</td><td>043003</td><td></td></tr><tr><td>Tweezers</td><td>R`DEER</td><td>RST-12</td><td></td></tr></tbody></table>

the modular design and production of an intelligent robot based on a closed-loop control strategy

الروبوتات الذكية هي جزء من جيل جديد من الروبوتات التي قادرة على الشعور بالبيئة المحيطة وخطة الإجراءات الخاصة بهم في نهاية المطاف التوصل إلى أهدافها. وفي السنوات الأخيرة، ازداد الاعتماد على الروبوتات في الحياة اليومية وفي الصناعة. البروتوكول المقترح في هذه الورقة وصف تصميم وإنتاج روبوت مناولة خوارزمية بحث ذكي ودالة تحديد المتمتعة بالحكم الذاتي.
أولاً، يتم تجميعها مختلف وحدات العمل ميكانيكيا لإكمال بناء منصة عمل وتركيب مناور الروبوتية. ثم، نحن تصميم نظام مراقبة مغلقة واستراتيجية تحكم في المحركات الأربعة-رباعي، مع المعونة من تصحيح أخطاء البرمجيات، فضلا عن تعيين العتاد التوجيهية الهوية (ID) وسرعة البث بالباود والمعلمات العمل الأخرى لضمان أن يحقق الروبوت الدينامية المرجوة الأداء واستهلاك منخفض للطاقة. المقبل، ونحن تصحيح جهاز استشعار لتحقيق الانصهار أجهزة استشعار متعددة دقة الحصول على المعلومات البيئية. وأخيراً، علينا أن ننفذ الخوارزمية ذات الصلة، التي يمكن أن تعترف بنجاح مهمة الروبوت لتطبيق محدد.
وميزة هذا النهج هو الموثوقية والمرونة، كما يمكن للمستخدمين وضع مجموعة متنوعة من برامج بناء الأجهزة واستخدام مصحح الأخطاء الشاملة تنفيذ استراتيجية تحكم ذكي. وهذا يسمح للمستخدمين بتعيين شخصية الاحتياجات بناء على احتياجاتهم بكفاءة عالية ومتانة.

في الرسم التخطيطي لبرنامج مراقبة الحركة مغلقة مزدوجة، الأرجواني يمثل إشارة سرعة معينة والأصفر يمثل قيمة الإخراج نظام التحكم. الرقم 17 يبين بوضوح أن نظام مراقبة مغلقة مزدوجة إلى حد كبير أكثر فعالية من نظام مفتوح-حلقة. الانحسار الفعلي لإخراج النظام مغلقة م?...

Watch this Scientific Journal Video about The Modular Design and Production of an Intelligent Robot Based on a Closed-Loop Control Strategy at JoVE.com

The Modular Design and Production of an Intelligent Robot Based on a Closed-Loop Control Strategy

نقدم بروتوكول بشأن تصميم وحدات وإنتاج روبوت ذكي مساعدة العمال العلمية والتقنية في تصميم الروبوتات الذكية مع مهام الإنتاج الخاصة استناداً إلى الاحتياجات الشخصية والفردية التصميم.

وحدات تصميم وإنتاج روبوت ذكي يستند إلى استراتيجية لمراقبة مغلقة

Intelligent robots are part of a new generation of robots that are able to sense the surrounding environment, plan their own actions and eventually reach ...

the-modular-design-production-an-intelligent-robot-based-on-closed

Universidad San Sebastian

Education

Research

JoVE Core

JoVE Journal

Engineering

Mechanical Engineering

Physics

Electrical Engineering

Unit 1

Inductance

Equilibrium of a Rigid Body

Design of Control Systems

SCIENTISTS IN ACTION

11.5K Views.  Chinese Academy of Sciences. نقدم بروتوكول بشأن تصميم وحدات وإنتاج روبوت ذكي مساعدة العمال العلمية والتقنية في تصميم الروبوتات الذكية مع مهام الإنتاج الخاصة استناداً إلى الاحتياجات الشخصية والفردية التصميم.

Video: The Modular Design and Production of an Intelligent Robot Based on a Closed-Loop Control Strategy

An Experimental Platform to Study the Closed-loop Performance of Brain-machine Interfaces

The non-stationary nature and variability of neuronal signals is a fundamental problem in brain-machine interfacing. We developed a brain-machine interface to assess the robustness of different control-laws applied to a closed-loop image stabilization task. Taking advantage of the well-characterized fly visuomotor pathway we record the electrical activity from an identified, motion-sensitive neuron, H1, to control the yaw rotation of a two-wheeled robot. The robot is equipped with 2 high-speed video cameras providing visual motion input to a fly placed in front of 2 CRT computer monitors. The activity of the H1 neuron indicates the direction and relative speed of the robot's rotation. The neural activity is filtered and fed back into the steering system of the robot by means of proportional and proportional/adaptive control. Our goal is to test and optimize the performance of various control laws under closed-loop conditions for a broader application also in other brain machine interfaces.

We use a closed-loop fly-machine interface to investigate general principles in neuronal control.

على منهاج تجريبي لدراسة الأداء حلقة مغلقة من الدماغ والآلة واجهات

The non-stationary nature and variability of neuronal signals is a fundamental problem in brain-machine interfacing. We developed a brain-machine ...

Neuroscience

Designing and Implementing Nervous System Simulations on LEGO Robots

We present a method to use the commercially available LEGO Mindstorms NXT robotics platform to test systems level neuroscience hypotheses. The first step of the method is to develop a nervous system simulation of specific reflexive behaviors of an appropriate model organism; here we use the American Lobster. Exteroceptive reflexes mediated by decussating (crossing) neural connections can explain an animal's taxis towards or away from a stimulus as described by Braitenberg and are particularly well suited for investigation using the NXT platform.1 The nervous system simulation is programmed using LabVIEW software on the LEGO Mindstorms platform. Once the nervous system is tuned properly, behavioral experiments are run on the robot and on the animal under identical environmental conditions. By controlling the sensory milieu experienced by the specimens, differences in behavioral outputs can be observed. These differences may point to specific deficiencies in the nervous system model and serve to inform the iteration of the model for the particular behavior under study. This method allows for the experimental manipulation of electronic nervous systems and serves as a way to explore neuroscience hypotheses specifically regarding the neurophysiological basis of simple innate reflexive behaviors. The LEGO Mindstorms NXT kit provides an affordable and efficient platform on which to test preliminary biomimetic robot control schemes. The approach is also well suited for the high school classroom to serve as the foundation for a hands-on inquiry-based biorobotics curriculum.

An approach to neural network modeling on the LEGO Mindstorms robotics platform is presented. The method provides a simulation tool for invertebrate neuroscience research in both the research lab and the classroom. This technique enables the investigation of biomimetic robot control principles.

تصميم وتنفيذ المحاكاة الجهاز العصبي على LEGO الروبوتات

We present a method to use the commercially available LEGO Mindstorms NXT robotics platform to test systems level neuroscience hypotheses. The first step ...

Design and Fabrication of an Elastomeric Unit for Soft Modular Robots in Minimally Invasive Surgery

In recent years, soft robotics technologies have aroused increasing interest in the medical field due to their intrinsically safe interaction in unstructured environments. At the same time, new procedures and techniques have been developed to reduce the invasiveness of surgical operations. Minimally Invasive Surgery (MIS) has been successfully employed for abdominal interventions, however standard MIS procedures are mainly based on rigid or semi-rigid tools that limit the dexterity of the clinician. This paper presents a soft and high dexterous manipulator for MIS. The manipulator was inspired by the biological capabilities of the octopus arm, and is designed with a modular approach. Each module presents the same functional characteristics, thus achieving high dexterity and versatility when more modules are integrated. The paper details the design, fabrication process and the materials necessary for the development of a single unit, which is fabricated by casting silicone inside specific molds. The result consists in an elastomeric cylinder including three flexible pneumatic actuators that enable elongation and omni-directional bending of the unit. An external braided sheath improves the motion of the module. In the center of each module a granular jamming-based mechanism varies the stiffness of the structure during the tasks. Tests demonstrate that the module is able to bend up to 120&#176; and to elongate up to 66% of the initial length. The module generates a maximum force of 47 N, and its stiffness can increase up to 36%.

This paper describes the design and fabrication of a soft unit for surgical manipulators. The base module includes three flexible fluidic actuators to achieve omnidirectional bending and elongation, and a granular jamming-based mechanism to enable stiffness control. A complete mechanical characterization is also reported.

تصميم وتصنيع وحدة المرنة لينة وحدات الروبوتات في جراحة المناظير

In recent years, soft robotics technologies have aroused increasing interest in the medical field due to their intrinsically safe interaction in ...

Bioengineering

Robotic Sensing and Stimuli Provision for Guided Plant Growth

Robot systems are actively researched for manipulation of natural plants, typically restricted to agricultural automation activities such as harvest, irrigation, and mechanical weed control. Extending this research, we introduce here a novel methodology to manipulate the directional growth of plants via their natural mechanisms for signaling and hormone distribution. An effective methodology of robotic stimuli provision can open up possibilities for new experimentation with later developmental phases in plants, or for new biotechnology applications such as shaping plants for green walls. Interaction with plants presents several robotic challenges, including short-range sensing of small and variable plant organs, and the controlled actuation of plant responses that are impacted by the environment in addition to the provided stimuli. In order to steer plant growth, we develop a group of immobile robots with sensors to detect the proximity of growing tips, and with diodes to provide light stimuli that actuate phototropism. The robots are tested with the climbing common bean, Phaseolus vulgaris, in experiments having durations up to five weeks in a controlled environment. With robots sequentially emitting blue light-peak emission at wavelength 465 nm-plant growth is successfully steered through successive binary decisions along mechanical supports to reach target positions. Growth patterns are tested in a setup up to 180 cm in height, with plant stems grown up to roughly 250 cm in cumulative length over a period of approximately seven weeks. The robots coordinate themselves and operate fully autonomously. They detect approaching plant tips by infrared proximity sensors and communicate via radio to switch between blue light stimuli and dormant status, as required. Overall, the obtained results support the effectiveness of combining robot and plant experiment methodologies, for the study of potentially complex interactions between natural and engineered autonomous systems.

Distributed robot nodes provide sequences of blue light stimuli to steer the growth trajectories of climbing plants. By activating natural phototropism, the robots guide the plants through binary left-right decisions, growing them into predefined patterns that by contrast are not possible when the robots are dormant.

توفير الاستشعار الآلي والمحفزات لنمو النباتات الموجهة

Robot systems are actively researched for manipulation of natural plants, typically restricted to agricultural automation activities such as harvest, ...

Operation of the Collaborative Composite Manufacturing (CCM) System

The automated tape placement and the automated fiber placement (AFP) machines provide a safer working environment and reduce the labor intensity of workers than the traditional manual fiber placement does. Thus, the production accuracy, repeatability and efficiency of composite manufacturing are significantly improved. However, the current AFP systems can only produce the composite components with large open surface or simple revolution parts, which cannot meet the growing interest in small complex or closed structures from industry.
In this research, by employing a 1-degree of freedom (DoF) rotational stage, a 6-RSS parallel robot, and a 6-DoF serial robot, the dexterity of the AFP system can be significantly improved for manufacturing complex composite parts. The rotational stage mounted on the parallel robot is utilized to hold the mandrel and the serial robot carries the placement head to mimic two human hands that have enough dexterity to lay the fiber to the mandrel with complex contour.
Although the CCM system increases the flexibility of composite manufacturing, it is quite time-consuming or even impossible to generate the feasible off-line path, which ensures uniform lay-up of subsequent fibers considering the constraints like singularities, collisions between the fiber placement head and mandrel, smooth fiber direction change and keeping the fiber placement head along the norm of the part&#39;s surface, etc. Moreover, due to the existing positioning error of the robots, the on-line path correction is needed. Therefore, the on-line pose correction algorithm is proposed to correct the paths of both parallel and serial robots, and to keep the relative path between the two robots unchanged through the visual feedback when the constraint or singularity problems in the off-line path planning occur. The experimental results demonstrate the designed CCM system can fulfill the movement needed for manufacturing a composite structure with Y-shape.

Operation of the Collaborative Composite Manufacturing CCM System

A collaborative composite manufacturing system is developed for robotic lay-up of composite laminates using the prepreg tape. The proposed system allows the production of composite laminates with high levels of geometrical complexity. The issues in the path planning, coordination of the robots and control are addressed in the proposed method.

تشغيل نظام التصنيع المركب التعاوني (CCM)

The automated tape placement and the automated fiber placement (AFP) machines provide a safer working environment and reduce the labor intensity of ...

Manufacturing, Control, and Performance Evaluation of a Gecko-Inspired Soft Robot

This protocol presents a method for manufacturing, control, and evaluation of the performance of a soft robot that can climb inclined flat surfaces with slopes of up to 84&#176;. The manufacturing method is valid for the fast pneunet bending actuators in general and might, therefore, be interesting for newcomers to the field of actuator manufacturing. The control of the robot is achieved by means of a pneumatic control box that can provide arbitrary pressures and can be built by only using purchased components, a laser cutter, and a soldering iron. For the walking performance of the robot, the pressure-angle calibration plays a crucial role. Therefore, a semi-automated method for the pressure-angle calibration is presented. At high inclines (&#62; 70&#176;), the robot can no longer reliably fix itself to the walking plane. Therefore, the gait pattern is modified to ensure that the feet can be fixed on the walking plane.

This protocol provides a detailed list of steps to be performed for the manufacturing, control and evaluation of the climbing performance of a gecko-inspired soft robot.

التصنيع، والتحكم، وتقييم الأداء من روبوت الناعمة مستوحاة من Gecko

This protocol presents a method for manufacturing, control, and evaluation of the performance of a soft robot that can climb inclined flat surfaces with ...

Robotic Mirror Therapy System for Functional Recovery of Hemiplegic Arms

Mirror therapy has been performed as effective occupational therapy in a clinical setting for functional recovery of a hemiplegic arm after stroke. It is conducted by eliciting an illusion through use of a mirror as if the hemiplegic arm is moving in real-time while moving the healthy arm. It can facilitate brain neuroplasticity through activation of the sensorimotor cortex. However, conventional mirror therapy has a critical limitation in that the hemiplegic arm is not actually moving. Thus, we developed a real-time 2-axis mirror robot system as a simple add-on module for conventional mirror therapy using a closed feedback mechanism, which enables real-time movement of the hemiplegic arm. We used 3 Attitude and Heading Reference System sensors, 2 brushless DC motors for elbow and wrist joints, and exoskeletal frames. In a feasibility study on 6 healthy subjects, robotic mirror therapy was safe and feasible. We further selected tasks useful for activities of daily living training through feedback from rehabilitation doctors. A chronic stroke patient showed improvement in the Fugl-Meyer assessment scale and elbow flexor spasticity after a 2-week application of the mirror robot system. Robotic mirror therapy may enhance proprioceptive input to the sensory cortex, which is considered to be important in neuroplasticity and functional recovery of hemiplegic arms. The mirror robot system presented herein can be easily developed and utilized effectively to advance occupational therapy.

We developed a real-time mirror robot system for functional recovery of hemiplegic arms using automatic control technology, conducted a clinical study on healthy subjects, and determined tasks through feedback from rehabilitation doctors. This simple mirror robot can be applied effectively to occupational therapy in stroke patients with a hemiplegic arm.

نظام العلاج الروبوتية مرآة للانتعاش وظيفية للأسلحة مفلوج

Mirror therapy has been performed as effective occupational therapy in a clinical setting for functional recovery of a hemiplegic arm after stroke. It is ...

Interactive and Visualized Online Experimentation System for Engineering Education and Research

Experimentation is crucial in engineering education. This work explores visualized experiments in online laboratories for teaching and learning and also research. Interactive and visualizing features, including theory-guided algorithm implementation, web-based algorithm design, customizable monitoring interface, and three-dimensional (3-D) virtual test rigs are discussed. To illustrate the features and functionalities of the proposed laboratories, three examples, including the first-order system exploration using a circuit-based system with electrical elements, web-based control algorithm design for virtual and remote experimentation, are provided. Using user-designed control algorithms, not only can simulations be conducted, but real-time experiments can also be conducted once the designed control algorithms have been compiled into executable control algorithms. The proposed online laboratory also provides a customizable monitoring interface, with which users can customize their user interface using provided widgets such as the textbox, chart, 3-D, and camera widget. Teachers can use the system for online demonstration in the classroom, students for after-class experimentation, and researchers to verify control strategies.

This work describes an online experimentation system that provides visualized experiments, including the visualization of theories, concepts, and formulas, visualizing the experimental process with three-dimensional (3-D) virtual test rigs, and visualizing the control and monitoring system using widgets such as charts and cameras.

نظام التجريب التفاعلي والمصور عبر الإنترنت للتعليم والبحث الهندسي

Experimentation is crucial in engineering education. This work explores visualized experiments in online laboratories for teaching and learning and also ...

Closed-loop Neuro-robotic Experiments to Test Computational Properties of Neuronal Networks

Information coding in the Central Nervous System (CNS) remains unexplored. There is mounting evidence that, even at a very low level, the representation of a given stimulus might be dependent on context and history. If this is actually the case, bi-directional interactions between the brain (or if need be a reduced model of it) and sensory-motor system can shed a light on how encoding and decoding of information is performed. Here an experimental system is introduced and described in which the activity of a neuronal element (i.e., a network of neurons extracted from embryonic mammalian hippocampi) is given context and used to control the movement of an artificial agent, while environmental information is fed back to the culture as a sequence of electrical stimuli. This architecture allows a quick selection of diverse encoding, decoding, and learning algorithms to test different hypotheses on the computational properties of neuronal networks.

In this paper, an experimental framework to perform closed-loop experiments is presented, in which information processing (i.e., coding and decoding) and learning of neuronal assemblies are studied during the continuous interaction with a robotic body.

حلقة مغلقة العصبية الروبوتية تجارب لاختبار خصائص الحاسوبية من الشبكات العصبية

Information coding in the Central Nervous System (CNS) remains unexplored. There is mounting evidence that, even at a very low level, the representation ...

Insect-controlled Robot: A Mobile Robot Platform to Evaluate the Odor-tracking Capability of an Insect

Robotic odor source localization has been a challenging area and one to which biological knowledge has been expected to contribute, as finding odor sources is an essential task for organism survival. Insects are well-studied organisms with regard to odor tracking, and their behavioral strategies have been applied to mobile robots for evaluation. This "bottom-up" approach is a fundamental way to develop biomimetic robots; however, the biological analyses and the modeling of behavioral mechanisms are still ongoing. Therefore, it is still unknown how such a biological system actually works as the controller of a robotic platform. To answer this question, we have developed an insect-controlled robot in which a male adult silkmoth (Bombyx mori) drives a robot car in response to odor stimuli; this can be regarded as a prototype of a future insect-mimetic robot. In the cockpit of the robot, a tethered silkmoth walked on an air-supported ball and an optical sensor measured the ball rotations. These rotations were translated into the movement of the two-wheeled robot. The advantage of this "hybrid" approach is that experimenters can manipulate any parameter of the robot, which enables the evaluation of the odor-tracking capability of insects and provides useful suggestions for robotic odor-tracking. Furthermore, these manipulations are non-invasive ways to alter the sensory-motor relationship of a pilot insect and will be a useful technique for understanding adaptive behaviors.

The capability to localize an odor source is necessary for insect survival and is expected to be applicable to artificial odor-tracking. The insect-controlled robot is driven by an actual silkmoth and enables us to evaluate the odor-tracking capability of insects through a robotic platform.

روبوت تسيطر عليها الحشرات: منصة موبايل روبوت لتقييم الرائحة تتبع القدرة من الحشرات

Robotic odor source localization has been a challenging area and one to which biological knowledge has been expected to contribute, as finding odor ...