Διαδραστικός προσαρμοστικός έλεγχος ρομποτικού
τροχήλατου περιπατητήρα κινητικής υποβοήθησης

Ρακοβίτης, Δημήτριος; Rakovitis, Dimitrios

dc.contributor.author	Ρακοβίτης, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Rakovitis, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2022-05-20T08:47:32Z
dc.date.available	2022-05-20T08:47:32Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55179
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22877
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Αλληλεπίδραση ανθρώπου-ρομπότ	el
dc.subject	Βοηθητικό ρομπότ	el
dc.subject	Έξυπνος περιπατητήρας	el
dc.subject	Έλεγχος ενεργούς συμμόρφωσης	el
dc.subject	Μάθηση μέσω επίδειξης	el
dc.subject	Ρομποτικός σχεδιασμός κίνησης βάσει δυναμικού παραθύρου	el
dc.subject	Παραγωγή τροχιάς τόξου-ευθείας	el
dc.subject	Αναγνώριση πρόθεσης	el
dc.subject	Προσαρμοστική απόσβεση	el
dc.subject	Human-robot interaction	en
dc.subject	Assistive robot	en
dc.subject	Smart walker	en
dc.subject	i-Walk	en
dc.subject	Admittance control	en
dc.subject	Learning from demonstration	en
dc.subject	Dynamic window motion planning	en
dc.subject	Arc-line trajectory generation	en
dc.subject	Intention recognition	en
dc.subject	Adaptive damping	en
dc.title	Διαδραστικός προσαρμοστικός έλεγχος ρομποτικού τροχήλατου περιπατητήρα κινητικής υποβοήθησης	el
dc.title	Interactive Adaptive Admittance Control of an Assistive Robotic Rollator for Mobility Assistance	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ρομποτική	el
heal.classification	Robotics	en
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-10-30
heal.abstract	Αυτή η διπλωματική εργασία πραγματεύεται το θέμα του ελέγχου ενός ρομποτικού περιπατητήρα σε φυσική αλληλεπίδραση με τον άνθρωπο-χρήστη. Η εργασία εστιάζει σε δύο ερευνητικές κατευθύνσεις. Η πρώτη αφορά την σχεδίαση και την εκπαίδευση ενός μοντέλου Ενεργούς Συμμόρφωσης pAdmittance) με σκοπό την οδήγηση ενός ευφυούς περιπατητήρα μέσω αισθητήρων Δύναμης/Ροπής εγκατεστημένων στις λαβές του. Στην δεύτερη ερευνητική κατεύθυνση, προτείνεται ένας νέος Ελεγκτής πλοήγησης που βασίζεται στην πρόθεση του χρήστη και συνδέει το μοντέλο Admittance με έναν δυναμικό τοπικό σχεδιαστή μονοπατιών. Αυτή η από κοινού στρατηγική ελέγχου ανθρώπου-ρομπότ χρησιμοποιείται για την υλοποίηση μιας Λειτουργίας Υποβοήθησης κατά την οδήγηση, ενώ επίσης επεκτείνεται με έναν αλγόριθμο Εντοπισμού Πρόθεσης για την επίλυση της αβεβαιότητας ως προς τη λήψη απόφασης πλοήγησης, καθώς και μία τεχνική Προσαρμοστικής Απόσβεσης. Η βοήθεια που προσφέρεται σχετίζεται με την ασφαλή καθοδήγηση του χρήστη σε επικίνδυνα μονοπάτια, ενώ η αβεβαιότητα ως προς τη λήψη απόφασης πλοήγησης αναφέρεται στην επιλογή της κατεύθυνσης που επιθυμεί ο χρήστης σε περιπτώσεις όπου υπάρχουν πολλαπλοί τρόποι κίνησης, όπως σε κάποια διασταύρωση. Επιπλέον, προτείνεται η προσαρμοστικότητα της παραμέτρου απόσβεσης του μοντέλου Admittance, με βάση την κατάσταση του συστήματος, ώστε να καταστεί η συνεργασία ανθρώπου-περιπατητήρα πιο ρεαλιστική και εύχρηστη. Για να αξιολογηθούν οι προτεινόμενες μέθοδοι παρουσιάζονται ποικίλα πειραματικά αποτελέσματα, κάποια σε Ελεύθερο Χώρο και κάποια σε Περιορισμένο Χώρο παρουσία εμποδίων. Στον Ελεύθερο Χώρο η οδήγηση του ρομπότ δοκιμάζεται με το εκτιμώμενο μοντέλο Admittance και μετά από ρύθμιση της παραμέτρου απόσβεσης, ενώ στον Περιορισμένο Χώρο επιλέγονται συγκεκριμένα σενάρια για να φανεί η αποτελεσματικότητα του υλοποιημένου Ελεγκτή πλοήγησης, των μεθόδων και των βοηθητικών λειτουργιών.	el
heal.abstract	This diploma thesis deals with the subject of control of a robotic rollator in physical interaction with the human-user. The project focuses on two research directions. The first concerns the design and training of an Admittance model to drive a smart walker with Force/Torque sensors mounted on its handles. In the second direction, a novel intention-based navigation Controller is proposed that connects the Admittance model with a dynamic local path planner. This shared human-robot control strategy is used to implement an Assistive Mode for driving, while also being extended with an Intention Recognition algorithm for undecidability resolution and a Damping Adaptation technique. The assistance is about guiding the user with safety on dangerous paths, while the undecidability refers to picking the human intented direction of motion on situations where there are multiple possible ways of movement, like in a T-junction. On top of these, the adaptation of the damping coefficient of the Admittance model is proposed, based on the state of the system, to make the human-walker collaboratation more realistic and useful. To evaluate the proposed methods, various experimental results are presented, some for Free Space and some for Constrained Space. In Free Space the driving of the robot is tested with the estimated Admittance model and with adjusted damping, while in Constrained Space specific case scenarios are considered to show the effectiveness of the implemented navigation Controller, methods, and assistive features.	en
heal.advisorName	Τζαφέστας, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μαραγκός, Πέτρος	el
heal.committeeMemberName	Ψυλλάκης, Χαράλαμπος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Σημάτων, Ελέγχου και Ρομποτικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	96 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false