辅助双足行走机器人的参数随机不确定动力学建模及其步态稳定控制

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11142013
  • 项目类别：
    专项基金项目
  • 资助金额：
    18.0万
  • 负责人：
    甘春标
  • 依托单位：
    浙江大学
  • 学科分类：
    A0702.非线性振动及其控制
  • 结题年份：
    2012
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2012-12-31

项目摘要

从人体双足行走的运动结构、运动形态和运动特征研究出发，分析行走的运动规律和机制，揭示双足各构件的功能及其运动机理，规划符合双足行走特征的辅助机器人稳定步态；综合考虑结构材料的物理特性与几何形状、不同构件之间的耦合关系和外部环境等方面的不确定因素，以刚体动力学、非光滑动力学、运动稳定性以及随机非线性动力学的理论和方法为工具，建立辅助双足行走机器人系统的参数随机不确定动力学模型；从理论与数值方面讨论此类复杂机械系统的样本动力学特征、随机稳定性、随机吸引子与随机稳定域等，深入研究辅助双足行走机器人系统各不确定性参数的作用机理，并建立双足行走机器人在概率意义上的辅助稳定行走的随机非线性控制方法。

结项摘要

本项目旨在研究双足机器人不确定性参数及环境扰动在动力学中的作用机理，讨论对机器人动力学行为的影响以提高行走过程的稳定性。首先，在研究人体行走的运动形态、特征、规律、机制的基础上，规划了双足机器人的稳定步态并建立了运动学模型；充分考虑结构材料的物理特性与几何形状、不同构件之间的耦合关系等不确定性因素后，在非光滑动力学、随机非线性动力学的理论基础上，分别建立了双足机器人单腿支撑阶段确定参数与不确定性参数的动力学模型，建立了机器人脚与地面的确定性参数与不确定性参数的碰撞模型；通过数值仿真得到了强敏感性参数、一般敏感性参数和不敏感性参数，并对各参数的敏感性进行了定量分析。其次，研究了机器人各关节力矩中所存在的周期扰动、脉冲扰动和随机扰动对机器人性能的影响，并确定了随机稳定域，为机器人控制提供了必要参考。最后，基于上述研究发明了一种可稳定行走的步行机器人，该机器人运行稳定，控制方便，具有较强的实用性。该项目研究对丰富和完善机器人非线性随机动力学理论、深入研究机器人稳定性具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量（2）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（2）
专利数量（0）
Optimal noise levels of randomly uncertain drive torques on bipedal dynamics
双足动力学随机不确定驱动扭矩的最佳噪声水平
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    正在完善,拟于本月投至国际刊物
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Changtao Ding;Shixi Yang;Chunbiao Gan
  • 通讯作者：
    Chunbiao Gan

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  • 通讯作者：
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  • 作者：
    甘春标
  • 通讯作者：
    甘春标
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    振动与冲击
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  • 作者：
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  • 通讯作者：
    甘春标
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    工程力学. 已录用
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    甘春标;郭文洲
  • 通讯作者：
    郭文洲
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
    振动与冲击
  • 影响因子：
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  • 作者：
    刘永强;杨世锡;甘春标
  • 通讯作者：
    甘春标

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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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