تطوير التّحكّم شبه الذّاتيّ بطرفٍ صناعيٍّ إلكترونيٍّ لحالة بترٍ فوق المرفق

الملخص

نقترح في هذه المقالة طريقةً جديدةً للتّحكّم شبه الذاتيّ بالطّرف الصّناعيّ البديل من فوق المرفق أثناء مهمة الوصول إلى الغرض بهدف التقاطه باستخدام وحدات القياس العطاليّة والرّؤية الحاسوبيّة. تهدف الخوارزميّة إلى معالجة مشكلة التّحكّم بالأطراف الصّناعيّة المخصّصة لمبتوري الطّرف العلويّ من فوق المرفق والتي تتمثّل بعدم توفّر إشاراتٍ عضليّةٍ كافيةٍ للتّحكّم بمفاصل الطّرف متعدّدة درجات الحريّة كلِّها، حيث تساعد مبتوري الطّرف العلويّ في الوصول إلى الغرض المرغوب والتقاطه بتوجيهٍ مرغوبٍ ونوع إمساكٍ مناسب. إنّ هذه الطّريقة قادرةٌ على الاستفادة من التّطور التّقنيّ المستمرّ للأطراف الصّناعيّة على صعيد عدد درجات الحريّة للمناورة وعدد أنماط الإمساك، فمن خلالها يمكن للمبتور تحريك الطّرف الصناعيّ والمناورة به بشكلٍ متزامنٍ مع حركة مفصل كتفه مما يضفي عليه سلوكاً طبيعياً أثناء مرحلة التقاط الغرض. تمّت محاكاة ذراع روبوتيّة ذات سبع درجات حريّةٍ مزوّدةٍ بكاميرا في بيئة Webots وربطها مع بيئة MATLAB لاختبار عمل الخوارزميّة المقترحة أثناء مرحلة الوصول إلى الغرض المطلوب، وتمّ التّحقق من أدائها عمليّاً بعد تنفيذها على ذراعٍ مخبريّةٍ ذات سبع درجات حريّةٍ مزوّدةٍّ بكاميرا وماسكٍ بدرجة حريّةٍ واحدةٍ. في كلٍّ من بيئة المحاكاة والمنصّة العمليّة، تمثّل الرّوابط الدّورانيّة الثّلاثة الأولى في الذّراع مفصل الكتف والذي يُحرَّك يدويّاً، بينما تمثِّل باقي الروابطِ روابطَ الطّرف البديل. بيّنت النّتائج العمليّة قدرة الطّريقة المقترحة على مساعدة المبتور في الوصول إلى الغرض المطلوب بشكلٍ متزامنٍ مع حركة مفصل كتفه والتقاطه بالتّوجيه المرغوب بزمنٍ يُقدَّر بين 3 إلى 4 ثوانٍ بحسب الحالة.