8750

بررسي روش‌هاي تكاملي و هوشمند الهام گرفته از وراثت موجودات زنده در طراحي مسير بازوهاي رباتيكي

كارشناسي

مهندسي مكانيك

1402

اسماعيل خان‌ميرزا

1402/07/25

مهندسي مكانيك

Investigating Evolutionary and Intelligent Methods Inspired by The Inheritance of Living Organisms in The Path Planning of Robotic Arms

امروزه استفاده از الگوريتم‌هاي تكاملي در مسائل طراحي مسير ربات‌ها، نظر بسياري از محققين را به خود جلب كرده است. باتوجه به تعداد زياد اين الگوريتم‌ها، معياري براي مقايسه‌ي مناسب آن‌ها در دست نبوده تا با توجه به ويژگي آن‌ها بهترين و مناسب‌ترين الگوريتم براي مسئله موردنظر انتخاب شود. در اين پروژه به بررسي، مقايسه و مطالعه‌ي مسئله‌ي طراحي مسير با استفاده از الگوريتم‌هاي تكاملي براي يك بازوي رباتيكي پرداخته شده است. بدين منظور ابتدا مسئله طراحي مسير براي يك بازوي رباتيكي به عنوان يك مسئله بهينه‌سازي توسعه داده شده است به طوري كه كوتاه‌ترين مسير بين نقاط مبدأ و مقصد، بدون برخورد با موانع تشخيص داده شود. سپس در ادامه مسئله طراحي مسير موردنظر براي الگوريتم‌هاي تكاملي موجود شامل الگوريتم ژنتيك، جستجوي پراكنده، الگوريتم استراتژي‌هاي تكامل، الگوريتم استراتژي تكامل با تطبيق ماتريس كوواريانس، الگوريتم فرهنگي، تكامل تفاضلي،الگوريتم تركيبي تاگوچي-ژنتيك، الگوريتم الگو رفتاري، الگوريتم ژنتيك ديپلوئيدي و الگوريتم شبه‌تكاملي همكاري با استفاده از زبان برنامه‌نويسي پايتون، پياده‌سازي شده است. همچنين براي تشخيص كارامدي روش ارائه شده در طراحي مسير، الگوريتم‌هاي موردنظر براي 3 وظيفه‌ي متفاوت مورد بررسي قرار گرفته‌اند. در نهايت الگوريتم‌هاي استفاده شده در هر وظيفه با استفاده از معيارهايي نظير زمان اجرا و طول مسير تشخيص داده شده مقايسه شده‌اند. نتايج پياده‌سازي‌ها نشان مي‌دهد كه طول مسير تشخيص داده شده در بيشتر الگوريتم‌ها نزديك به يكديگر است اما در سرعت اجرا، الگوريتم‌ استراتژي تكامل با تطبيق ماتريس كوواريانس بهترين عملكرد را از بين 10 الگوريتم با اختلاف دارا مي‌باشد.

بازوي رباتيكي، الگوريتم‌هاي تكاملي، طراحي مسير، طراحي مسير بازوي رباتيكي