Kinematic Arrangement Optimization of a Quadruped Robot with Genetic Algorithms
Dört Bacaklı Robotlarda Genetik Algoritmalarla Kinematik Düzen Optimizasyonu
- Tez No: 509169
- Danışmanlar: DOÇ. DR. KEMALETTİN ERBATUR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
Dört bacaklı robotlar yürümek, koşmak, yük taşımak ve zıplamak gibi çeşitli görevleri yerine getirme kapasitesine sahiplerdir. Dört bacaklı robot alanındaki araştırmalar arttıkça, bu robotların tasarımlarındaki çeşitlilik de artmaktadır. Bu tasarımların gelişiminde genellikle doğadaki hayvanlardan esinlenilir ve proje bazlı değişen teknik kısıtlamalar göz önünde bulundurularak sonuçlandırılırlar. Yük taşıyan bir robot tasarımı için bir katırın yapısından, koşmak için tasarlanan bir robot içinse çitanın yapısından yola çıkılır. Belli görevleri belli önem derecelerine uyarak yerine getirmek üzerine tasarlanması planlanan bir dört bacaklı robot için, doğadaki hayvanların yapılarını kullanmak verimlilik açısından fazla basit bir yöntem olabilir. Bu görevleri en başarılı şekilde yerine getirecek uygun bağlantı uzunluklarına ve eklem pozisyonlarına sahip bir robotun tasarlanması için birçok karmaşık problemin çözülmesi gereklidir. Bu tezde dört bacaklı robotların kinematik yapılarının tasarımı için genetik algoritmaların kullanılması önerilmektedir. Genetik algoritmalar canlı varlıkların doğal seleksiyon ile evrimlerini taklit eden bir yöntemdir ve belli bir görevi yerine getirmek için geliştirilen dört bacaklı robotların tasarım optimizasyonunda kullanılabilirler. Bu yöntem, bir robotun görev bazlı verimliliğini iyileştirmek için kullanılacağından direkt olarak göreve özel başarılı bir hayvanın yapısını taklit etmekten daha iyi sonuç alınması beklenir. Bunun sebebi doğadaki hayvanların türlü sebeplerden çeşitli birbirinden farklı görevleri yerine getirmek üzere evrimleşmiş olmalarıdır.Bunu araştımak amacıyla bu çalışmada genetik algoritmalar dört bacaklı robot kinematik yapısını dikey zıplama ve tırıs hareketleri için optimize etmek üzerine kullanılmışlarıdır. Optimizasyon bu iki görev için öncelikle ayrı ayrı yapılmış, sonrasında da iki görevi birden yerine getirmek üzerine uygulanmıştır. Algoritma sonuçları birbirleriyle ve önceden tasarlanmış bir dört bacaklı robotla kıyaslanıp incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Quadruped robots are capable of performing a multitude of tasks like walking, running carrying and jumping. As research on quadruped robots grows, so does the variety of the designs available. These designs are often inspired by nature and finalized around technical constraints that are different for each project. A load carrying robot design will take its inspiration from a mule, while a running robot will use a cheetah-like design. However, this technique might be too broad when approaching a designing process for a quadruped robot aimed to accomplish certain tasks with varying degrees of importance. In order to reach an efficient design with precise link lengths and joint positions, for some specific task at hand, a complex series of problems have to be solved. This thesis proposes to use genetic algorithms to handle the designing process. An approach that mimics the evolutionary process of living beings, genetic algorithms can be used to reach quadruped designs which are optimized for a given task. The task-specific nature of this process is expected to result in more efficient designs than simply mimicking animal structures, since animals are evolved to be efficient in a bigger variety of tasks. To explore this, genetic algorithms are used to optimize the kinematic structure of quadruped robots designed for the tasks of vertical jumping and trotting. The robots are optimized for these two tasks separately and then together. Algorithm results are compared to a relatively more conventional quadruped design.
Benzer Tezler
- Su altı akıntı türbinlerinin hidrodinamik analizi
Hydrodynamic analysis of marine current turbines
DENİZ UŞAR
Doktora
Türkçe
2015
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞAKİR BAL
- Gemi dalga direncinin kaynak-panel yöntemiyle sayısal hesabı
Calculation of ship wave resistance by the source panel method
ŞAKİR BAL
- Dynamic modeling and control of two cordinated robot manipulators
Birlikte çalışan iki robot kolun dinamik modellenmesi ve denetimi
BÜLENT ÖZKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
1999
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. KEMAL ÖZGÖREN
- Numerical and experimental investigation of crashing and crushing behaviour of axially impacted nested tubes
Eksenel darbe yükü uygulanan içiçe tüplerin çarpışma ve ezilme davranışının sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
ZANA EREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
YRD. DOÇ. DR. ZAFER KAZANCI
- Some optimal control problems in electric vehicles
Elektrikli araçlarda bazı optimal kontrol problemleri
KENAN AHISKA
Doktora
İngilizce
2016
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KEMAL LEBLEBİCİOĞLU
PROF. DR. MUSTAFA KEMAL ÖZGÖREN