دانلود مقاله دست مصنوعی سایبرنتیک

اختصاصی از فی بوو دانلود مقاله دست مصنوعی سایبرنتیک دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مشخصات این فایل
عنوان: دست مصنوعی سایبرنتیک
فرمت فایل: word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 59

این مقاله درمورد دست مصنوعی سایبرنتیک می باشد.

خلاصه آنچه در مقاله دست مصنوعی سایبرنتیک می خوانید .

پروتز سیبرنتیکی و مکانیکی ورباتیک
پروتز سیبرنتیکی از یک استراتژی طبیعی بین اعصاب مرکزی انسان وپروتز ماشینی استفاده می کند. لغت سیبرنتیک (cyberentic) دارای ریشه یونانی است که اولین بار توسط Norbert wiener مورد استفاده واقع شد این لغت در Webster,s Dictonary بصورت زیر معنی شده است.
Comparative study of automatic control system formed by nervous system and brain and by mechanical- electircal communication system.
 در سمپوزیوم کنترل اتوماتیک در بخش طراحی پروتز در 1962، Winter به قدرت اندام مصنوعی که از یک سیگنال شناخته شده از عصب یا ماهیچه استفاده کند، اشاره کرد و در 1963 اظهار کرد این ایده وجود دارد که از یک ماهیچه قطع شده پتانسیلهای عمل را بیرون بیاوریم و آنها را به منظور ایجاد حرکت استفاده کنیم واز اینجا بود که استفاده از سیگنالهای الکترومایوگرام (EMG) سطحی برای کنترل حرکات دست مصنوعی مطرح شد. در دهه 60 تحقیقات جداگانه ای درباره کنترل مایوالکتریک اعضا مصنوعی در شوروی- انگلستان- سوئد- ژاپن –آمریکا وکانادا آغاز شده بود.
پروتزهای مایوالکتریک شوروی در ان کشور برای موارد کلینیکی بکار می رفت و برای کاربردهای محدودی به کانادا و انگلستان نیز صادر شده بود و همچنین در نتیجه همکاری بین صنایع ارتوپدیک اتوبوک آلمان و موسسه ملی بیمه حوادث کارگران ایتالیا یک نوع پروتز مایوالکتریک برای استفاده در توانبخشی کارگران ساخته شد و این همکاری  آغازی بر پیشرفت سیستمهای کنترل مایوالکتریکی بود که حداقل نیاز مانند کاربرد در معلولیت های پایین تر از بازو را در سطح کلینیکی تامین می کند. پروتزهای مایوالکتریک نسبت به انواع کابلی ومکانیکی آنها دارای چندمین مزیت می باشد ومهمترین مسئله این استکه دراین پروتزها از تسمه (کمربند) که باعث آزار و محدودیت حرکات شخص معلول می شود استفاده نمی شود.
نکته دیگر این است که کنترل به صورت طبیعی صورت می گیرد وبا فعالیت سیستم عصبی عضلانی که شخص انجام می دهد مطابقت دارد و همچنین در پروتزهای مایوالکتریک قیود کمتری نسبت به پروتزهای عمل کننده با کابل دارد.
در مورد پروتزهای مایوالکتریکی وربات باید گفت پروتزهای مایوالکتریکی مشابه حرکات اندام طبیعی را انجام می دهد، در حالیکه ربات دارای حرکت طبیعی نیست و دارای حرکاتی خشک می باشد که زیبایی حرکات طبیعی را نمی تواند داشته باشد پروتزهای سیبرنتیک دارای عیوبی هم می باشد. کنترل مایوالکتریک این پروتزها بدلیل پیچیدگی بسیار زیاد سیگنال الکتورمایوگرام (EMG) عموما دشوار است و بخاطر مکانیزم کنترل ووجود باطری سبب می شود که این نوع پروتز سنگین تر از انواع دیگر باشد و باطری موجود در این پروتز می باید شارژ یا تعویض گردد والبته این پروتز معمولا گرانتر از سایر انواع آن می باشد برای ربات هنوز تعریف قانع کننده ای ارائه نشده است ولی شاید بتوان گفت عمل کننده ای است که دارای چند درجه آزادی است و قابلیت آن را داردکه برای یک سلسله وظایف خاص برنامه ریزی شود.
ایده هایی که به توسعه روبات ها منجر گشته است غالبا در جهت حل مشکلات مربوط به ساختن اعضای مصنوعی برای انسان نیز بکار گرفته می شود وعکس این مطالب نیز صحت دارد و تحقیقاتی که در زمینه ساخت این اعضا صورت می گیرد در زمینهای روباتی نیز مورد استفاده قرار می گیرد. اگر چه دنیا در حال حاضر به سمت ساختن ربات های هوشمند پیش می رود ولی باید اعتراف کرد تا ساختن انسانهای ماشینی کامل که بتواند راه بروند، حرف بزنند و … فاصله زیادی وجود دارد بطور خلاصه دست روباتیک وسیله ای است که با داشتن چند درجه آزادی، با بازوئی متشکل از چند مفصل و دستی مشتمل بر چندین انگشت حرکت کند و در انجام حرکت فیدبکهایی مانند نیروی بار –تغییر مکان- سرعت-فشار نگهداری اجسام و غیره متکی باشد این دست فرمان خود را از یک واحد پردازش مرکزی که شامل حافظه و دستورالعلمهای خاص برای استفاده از اطلاعات فیدبکی صورت می گیرد دریافت می کند.
در حالت ایده آل این دست گاهی قادر خواهد بود حرکاتی پیچیده تر از دست سیبرنتیکی انجام دهد.
دست روباتیک جزیی از یک سیستم است که بستگی به ساده یا پیچده بودن آن، الگوریتم های مختلف کنترل همراه با کامپیوترهای خاص بکار رفته در آن می توان آن را به نسلهای مختلف تقسیم کرد.
مثلا دست مصنوعی را که برای رنگ آمیزی قطعات دراطاقک رنگ یا کارخانه در نظر گرفته شده است را می توان از نسل اول دانست و دست مصنوعی را که به چشم تلویزیونی و مغز الکترونیکی با قابلیت یادگیری و تصمیم گیری های پیچیده وصل شده است را می توان نسل جدید دانست. فی مابین این دو نسل انواع دیگر با قابلیت های مختلف وجود دارد.
بطور کلی در دست رباتیک الزامی به تقلید وشبیه سازی از دست انسان وجود نداشته و فرمانهای حرکت آن از یک سیستم الکترونیکی صادر می شود.
این فرمان محصول ترکیب اطلاعات فیدبکی روبات از محیط ودستورالعملها و اطلاعات حافظه اش می باشد.

شکل (1-3) حرکتهای اصلی واولیه یک دست کامل
دست سیبرنتیکی به دستی گفته می شود که بتوان عمل دست سالم را در شخص معلوم انجام دهد و برای آنکه این نقش واضح تربیان گردد بطور مختصر به مکانیزمهای احتمالی در کنترل حرکت دست اشاره می گردد.
دست را می توان یک سیستم مکانیکی مشتمل بر جرم، فنر و اصطکاک دانست که در اثر نیروی حاصله از انقباض عضلات تغییر مکان می دهد.
در هر حرکت دست عضلات متعددی شرکت دارند و برای آنکه حرکت با نرمش و سرعت لازم بدون نوسانات و خطا انجام گیرد لازم است اولا فعالیت انقباضی هر عضه به سبک خاصی برنامه ریزی شود و ثانیا فعالیت انقباضی عضلات دست اندکار آن حرکت با هم هماهنگ باشند خواص فنری و اصطکاکی عضلات فقط محصول خواص مکانیکی آنان نبوده بلکه بطور فعالانه بوسیله ایستگاههای حرکتی مانند نخاعی یا بالاتر تا کورتکس حرکتی کنترل می شود. نقش این ایستگاههای حرکتی ایجاد فرمان مناسبی در عصب منتهی به عضله است.
این فرمان از ترکیب اطلاعات مربوط به حرکت مورد نظر و اطلاعات فیدبکی مربوط به وضعیت مکانی دست و وضعیت نیرو و غیره بدست می آید.
فیدبکهای مهم دردست سالم که در انجام حرکت تاثیر کلی دارند عبارتند از:
الف-فیدبک وضعیت طول عضله وسرعت تغییرات آن.
ب-فیدبک نیروی کششی عضله.
ج-فیدبک اطلاعات مربوط به زوایای مفاصل.
د-فیدبکهای دیگر مانند لامسه یا بینایی نیز در ایجاد فرمان حرکت وایجاد هماهنگی فعالیت عضلات موثرند.
اگر دست سیرنتیکی بخواهد کار دست طبیعی را بنحو احسن در سطح ناخودآگاه شخص معلول انجام دهد لازم است فیدبکهای قطع شده فوق جبران گردند یعنی بنحو مناسبی اطلاعات مذکور در فیدبکهای مهم و با همان سرعت دست طبیعی به مراکز حرکتی دست سیبرنتیک برسد.
شکل (1-5)
بعلاوه در دست سیبرنتیکی فرمانهای حرکت باید یا از عضو، یا عصب و یا از نخاع یا در عالیترین حد از مراکز بالای حرکتی مانن مخچه و کورتکس حرکتی اخذ شوند. این فرمانها پس از پردازش و ترکیب با اطلاعات فیدبکی به سرموتورهایی که نقش عضله را دارند ایجاد حرکت می کنند.بطور کلی وجود دو فیلد دست سیبرنتیکی را از دست رباتیک متمایز می کند.
1-    اطلاعات فیدبکی باید از مسیری سریعتر از مسیر بینایی به مغز برسند.
2-    چون باید کاربرد دست سیبرنتیکی بوسیله شخص معلول، مستلزم کوشش خاص نباشد و در سطح ناخودآگاه عمل کند لازم است فرمانهای حرکت در دست سالم بررسی شده ونحوه کارآن را با دست سیبرنتیکی تطبیق داد.
شکل (1-6) صورت کلی ایده سیبرنتیک

بخشی از فهرست مطالب دست مصنوعی سایبرنتیک

مقدمه
یکی شناخت دست طبیعی و چگونگی عملکرد آن ودیگری کنترل حرکت
بررسی عملکرد دست طبیعی
شکل مغز
فصل اول
سیستم ارتباط
انسان- ماشین
سیستم ارتباط انسان-ماشین
پروتز سیبرنتیکی و مکانیکی ورباتیک
سطوح معلولیت اندام بالایی
فصل دوم
سیر تکاملی
دست مصنوعی
دست نیوماتیکی:
دست الکترومغناطیسی:
دست مایوالکتریکی (دست ریتر RreTer):
دست وادوز Vaduz:
دست روسی:
-دست سوئدی SVEN:
دست ادینبورگ Edinborgh Arm:
پیشرفت در سالهای 1967 تا 1977:
دست بوستون Boston Arm یا BA:
دست یوتا Utah Arm:
دست فیدر و میشگان Feeder Arm-michigan Arm:
دریافت EMG:
نحوه الکترودگذاری:
نویز در EMG و فیلتر میان گذر:
مجموعه آزمایشگاهی – مکانیکی – الکترونیکی- نرم افزاری:
استفاده از روشهای گوناگون کنترل در دست مصنوعی
نوع درمان ورودی
روشهای گوناگون کنترل: