10065

مدلسازي استاتيكي ربات پيوسته با استفاده شبكه عصبي فيزيك آگاه

مهندسي مكانيك

مهندسي مكانيك

1404

دكتر برهان بيگ زاده

1404/08/20

مهندسي مكانيك

Static Modeling of Continuum Robots using Physics Informed Neural Network

ربات هاي پيوسته به دليل ساختار بسيار انعطاف پذير خود، رفتارهاي پيچيدەاي از خود نشان مي‌دهند كه مدل سازي دقيق آن ها را به چالشي جدي تبديل مي‌كند. مدل هاي سادەشدەي اين ربات ها اگرچه محاسبات را با سرعت بالا انجام مي‌دهند، اما معمولا دقت بالايي ندارند؛ در حالͬ كه مدل هاي پيشرفتەتر، مانند مدل هاي مبتني بر نظريەي ميلەي كاسرات، قادرند تغييرشكل‌ها را با دقت بالايي شبيەسازي كنند ولي هزينەي محاسباتي قابل توجهي دارند. در پژوهش هاي اخير، شبكەهاي عصبي فيزيك‌آگاه توانستەاند دقت مدل هاي پيچيده را با زمان محاسباتي كمتر بازتوليد كنند. در اين پژوهش، رويكردي براي محاسبەي شكل كامل يك ربات پيوستە پيشنهاد مي‌شود، بدون آن كه نياز به سادەسازي هاي انجام شده در پژوهش هاي گذشته وجود داشته باشد. در اين روش، روابط فيزيكي حاكم بر ميلەي كاسرات بيان شده و مستقيماً در تابع خطاي شبكەي گنجانده شدەاند. مقادير مورد نياز براي آموزش نيز از مدل مرجعي كه با استفاده از روش مسائل مقدار مرزي حل شده است، استخراج مي‌گردند. نتايج نشان مي‌دهند كه اين روش محاسباتي‌ با سرعتي بەمراتب بيشتر از روش هاي عددي سنتي انجام مي‌شود و براي پاسخ به صورت بلادرنگ قابل استفاده است.

ربات پيوسته , تئوري ميله كاسرت , مسئله مقدار مرزي , شبكه عصبي فيزيك آگاه , مدلسازي استاتيكي