پاورپوینت . یک ساعته

---

شرح پروژه

ی فایل پاورپوین مخام

یکساعته بهم بدی

.

اسلاید 1 — عنوان

موضوع سمینار: ربات‌های توانبخشی (Rehabilitation Robots)  

کلیات، مقالات مهم، و پیشنهاد ادامه کار

استاد راهنما: سرکار خانوم دکتر امینی

نام دانشجو: احسان سهیلی

دانشگاه: خوارزمی کرج 

 سال تحصیلی: اسفند

1404

---

🟦 اسلاید 2 — مقدمه

- افزایش سکته مغزی و آسیب نخاعی  

- نیاز به تمرین پرتکرار (Repetition)  

- نیاز به تمرین هدفمند (Task-Oriented)  

- کمبود درمانگر  

- نقش ربات‌ها در افزایش کیفیت توانبخشی  

---

🟦 اسلاید 3 — اهمیت توانبخشی رباتیک

- افزایش مشارکت بیمار (Engagement)  

- کاهش خستگی درمانگر  

- امکان ثبت داده‌های دقیق  

- افزایش دقت و تکرارپذیری تمرین  

---

🟦 اسلاید 4 — نقش‌های ربات توانبخشی

- کمک‌کننده (Assistive)  

- فعال–کمکی (Active-Assistive)  

- فعال (Active)  

- مقاومتی (Resistive)  

- ارزیاب (Assessment)

---

🟦 اسلاید 5 — انواع ربات‌های توانبخشی

اسکلت بیرونی (Exoskeleton)

- کنترل دقیق  

- چالش: ناهم‌راستاسازی (Misalignment)

ربات انتهایی (End-Effector)

- ساده‌تر  

- ایمن‌تر  

- مناسب کلینیک  

---

🟦 اسلاید 6 — معماری کلی سیستم

Sensors (حسگرها)  

→ Controller (کنترل‌کننده)  

→ Actuators (عملگرها)  

→ Patient (بیمار)  

→ Feedback (بازخورد)

---

🟦 اسلاید 7 — مدل‌سازی سینماتیک

- هم‌راستاسازی مفصل‌ها (Joint Alignment)  

- درجات آزادی اضافی (Extra DOF)  

- مفاصل تطبیقی (Self-Aligning Joints)  

- کالیبراسیون هندسی (Geometric Calibration)

---

🟦 اسلاید 8 — مدل‌سازی قیود سینماتیکی

- قیود نرم (Soft Constraints)  

- قیود سخت (Hard Constraints)  

- مدل‌سازی تماس (Contact Modeling)

---

🟦 اسلاید 9 — مدل دینامیکی ربات

معادله استاندارد:  

\[

M(q)\ddot q + C(q,\dot q)\dot q + g(q) = \tau + J^T F_{ext}

\]

---

🟦 اسلاید 10 — چالش‌های دینامیکی

- اصطکاک (Friction)  

- لقی (Backlash)  

- انعطاف‌پذیری (Compliance)  

- اشباع عملگر (Actuator Saturation)  

- تأخیر حسگر (Sensor Delay)

---

🟦 اسلاید 11 — مدل انسان–ربات

ویژگی‌های انسان:  

- ویسکوالاستیک (Viscoelastic)  

- سختی وابسته به EMG  

- زمان‌متغیر (Time-Varying)  

- غیرخطی (Nonlinear)

---

🟦 اسلاید 12 — مدل‌های انسان

- مدل فنر–دمپر (Spring-Damper)  

- مدل عضله–تاندون (Muscle-Tendon)  

- مدل چندجسمی (Multibody)

---

🟦 اسلاید 13 — کنترل موقعیت (Position Control)

- مناسب تمرین غیرفعال (Passive)  

- مشکل: سفتی زیاد → نیروهای خطرناک  

- کاربرد محدود در توانبخشی مدرن  

---

🟦 اسلاید 14 — کنترل امیدانس (Impedance Control)

- رفتار فنر–دمپر مجازی  

- تعامل ایمن (Safe Interaction)  

- مناسب تماس (Contact Tasks)  

- طبیعی و قابل پیش‌بینی  

---

🟦 اسلاید 15 — کنترل ادمیتانس (Admittance Control)

- ورودی: نیرو  

- خروجی: حرکت  

- مناسب ربات‌های سخت و سنگین  

- کاربرد در اسکلت بیرونی  

---

🟦 اسلاید 16 — کنترل هیبرید (Hybrid Control)

- ترکیب موقعیت–نیرو (Position–Force)  

- ترکیب امیدانس–ادمیتانس (Impedance–Admittance)  

- مناسب وظایف پیچیده و چندمرحله‌ای  

---

🟦 اسلاید 17 — کنترل AAN (Assist-as-Needed)

- کمک فقط به اندازهٔ نیاز  

- جلوگیری از وابستگی  

- افزایش مشارکت فعال  

- استفاده از EMG و شاخص‌های عملکرد  

---

🟦 اسلاید 18 — کنترل MPC (Model Predictive Control)

مزایا:  

- اعمال قیود ایمنی (Safety Constraints)  

- پیش‌بینی رفتار آینده (Prediction)  

- مناسب تعامل انسان–ربات  

قیود:  

- نیرو  

- سرعت  

- دامنه مفصل  

- انرژی  

---

🟦 اسلاید 19 — مقالات مهم (۱)

Hogan et al., MIT-MANUS (1995–2006)  

- معرفی کنترل امیدانس  

- یکی از پایه‌ای‌ترین کارهای حوزه  

Reinkensmeyer et al. (2004–2010)  

- یادگیری حرکتی با ربات  

- مشارکت فعال بیمار  

---

🟦 اسلاید 20 — مقالات مهم (۲)

Marchal-Crespo & Reinkensmeyer (2010)  

- معرفی کنترل AAN  

- اصل حداقل کمک (Minimum Assistance)

Koo et al. (2018–2022)  

- کنترل MPC با قیود ایمنی  

- کاربرد در اسکلت بیرونی  

---

🟦 اسلاید 21 — مقالات مهم (۳)

Soft Exosuits – Harvard (2014–2020)  

- ربات‌های نرم (Soft Robotics)  

- کاهش وزن و افزایش راحتی  

Digital Twin in Rehabilitation (2021–2024)  

- مدل‌سازی شخصی‌سازی‌شده  

- استفاده از داده‌های واقعی بیمار  

---

🟦 اسلاید 22 — جمع‌بندی علمی

- ربات توانبخشی = سیستم انسان–در–حلقه  

- مدل‌سازی دقیق + کنترل ایمن  

- مشارکت فعال بیمار مهم‌تر از دقت مسیر  

- آینده: شخصی‌سازی + یادگیری ماشین  

---

🟦 اسلاید 23 — نیازهای پژوهشی

- مدل دقیق‌تر انسان–ربات  

- کنترل چندحالته (Multi-Mode Control)  

- کاهش ناهم‌راستاسازی  

- استفاده از داده‌های EMG و IMU  

- ایمنی مبتنی بر انرژی  

---

🟦 اسلاید 24 — پیشنهاد ادامه کار (Research Direction)

موضوع پیشنهادی:  

«طراحی کنترل‌کنندهٔ AAN مبتنی بر EMG با لایهٔ ایمنی MPC»

مزایا:  

- ترکیب مدل‌محور + داده‌محور  

- افزایش مشارکت بیمار  

- تضمین ایمنی  

- قابلیت شخصی‌سازی  

---

🟦 اسلاید 25 — ایدهٔ اصلی پروپوزال

عنوان پیشنهادی:  

«طراحی و پیاده‌سازی کنترل‌کنندهٔ چندلایه برای ربات توانبخشی اندام فوقانی با استفاده از EMG و MPC»

---

🟦 اسلاید 26 — اهداف پروپوزال

- تخمین نیت بیمار (Intention Estimation)  

- تنظیم کمک بر اساس نیاز (Adaptive Assistance)  

- تضمین ایمنی با MPC  

- ارزیابی روی بیمار یا شبیه‌ساز  

---

🟦 اسلاید 27 — روش پیشنهادی

- جمع‌آوری EMG  

- استخراج ویژگی‌ها  

- طراحی کنترل AAN  

- طراحی لایهٔ ایمنی MPC  

- تست روی ربات یا شبیه‌ساز  

---

🟦 اسلاید 28 — خروجی‌های مورد انتظار

- افزایش مشارکت بیمار  

- کاهش کمک اضافی  

- ایمنی تضمین‌شده  

- مدل شخصی‌سازی‌شده برای هر بیمار  

---

🟦 اسلاید 29 — کاربردهای آینده

- توانبخشی خانگی  

- اسکلت بیرونی سبک  

- ربات‌های نرم (Soft Exosuits)  

- دوقلوی دیجیتال (Digital Twin)  

---

🟦 اسلاید 30 — پایان

سپاس از توجه شما

مهارت ها و تخصص های مورد نیاز

---

---