Falls associated with tripping over an obstacle can be dangerous, yet little is known about the strategies used for stepping over obstacles in older Parkinson disease. The purpose of this study was to investigate the lower extremity muscle activity on the obstacle gait according to obstacle height in older Parkinson diseases. The obstacle gait of 7 older Parkinson disease was examined during a 5.0 m approach to, and while stepping over, obstacles of 0, 25, 52, and 152mm. Seven pairs of surface electrodes(Noraxon MyoResearch, USA) were attached to the right-hand side of the body to monitor the adductor longus(AL), gluteus medius(GME), gluteus maximus(GMA), biceps femoris(BF), rectus femoris(RF), gastrocnemius(GA), tibialis anterior(TA). Electromyography data were filtered using a 10Hz to 350 Hz Butterworth band-pass digital filter and normalized to the maximum value in the analyzed phases. A one-way ANOVA for repeated measures was employed for selected electromyography variables to analyze the differences of the height of four obstacles. The results showed significant differences between 0.0mm and 25, 52, and 152mm obstacle height in TA and GA activities during the second phase(swing phase). But the more increase obstacle height, the more not increase the muscle activities. This means that the Parkinson disease stepping over obstacle inefficiency. To prevent and reduce the frequency of falls, elderly Parkinson disease maintained and improved their balance, muscular strength, neuromuscular control and mobility.
In industry AGV's(automated guided vehicles) that can detect and follow guidelines drawn on the factory floor using magnetic or optical sensors are widely used. However, such AGV's without preview capability cannot effectively avoid collision with obstacles that may occasionally pass through the guideline. Furthermore, without preview information, they consume much energy at the right angle corners as they have to make sudden directional change. Also, the risk of dropping payloads increases in such situations. In this study, infrared preview sensors were adopted to a mobile robot for detecting not only the current position but also the forward position of the guideline and the preview control technique was applied to optimally control the mobile robot's motion using the information from the infrared preview sensors. Then the effectiveness of this approach was investigated through a series of experiments. The experimental result shows that the proposed approach is effective for safety enhancement as well as for better efficiency.
A mobile robot system is developed which is remotely controlled by a haptic master called ‘PHANTOM’. The mobile robot has 4 ultrasonic sensors and single CCD camera which detects the distance from a mobile robot to obstacles in the environment and sends this information to a haptic master. For more convenient remote control, haptic rendering process is performed like viscosity forces and obstacle avoidance forces. In order to show the effectiveness of the developed system, we experiment that the mobile robot runs through the maze and the time is checked to complete the path of the maze with/without the haptic information. Through this repeated experiments, haptic information proves to be useful for remote control of a mobile robot.
In this paper, a real-time optimization method for nonlinear dynamical systems is proposed. The proposed method is based on the algorithms of numerical solutions for optimal control problems. We deal with a real-time collision-free motion control of a nonholonomic mobile robot, which has input restrictions of actuators. The effectiveness of the algorithmic method is demonstrated through numerical and experimental results. The mobile robot which we have developed is able to avoid moving obstacles skillfully. Therefore the proposed controller works well in real time.
This paper presents a new concept for controlling of under actuated robot manipulators with avoiding obstacles using switching computed torque method (SCTM). One fundamental approach of this algorithm is to use the partly stable controllers (PSCs) in order to fulfill the ultimate control objective. Here, we use genetic algorithms (GA)in order to employ the optimum control action for a given time frame with the available set of elemental controllers, depending on which links/variables are controlled, i.e. the selection of optimum switching sequence of the control actions. The proposed approach models links of the robot using evolving ellipses and then introduces a penalty scheme for the objective function of GA when it detects collisions. An under actuated robot manipulator, which has three detrees-of-freedom is taken into consideration so as to illustrate the design procedure. Simulation results show the e.ectiveness of the proposed method.
In this paper, a motion control algorithm is developed using a fuzzy control and the optimization of performance function, which makes a robot arm avoid an unexpected obstacle when the end-effector of the robot arm is moving to the goal position. During the motion, if there exists no obstacle, the end-effecter of the robot arm moves along the pre-defined path. But if there exists an obstacle and close to the robot arm, the fuzzy motion controller is activated to adjust the path of the end-effector of the robot arm. Then, the robot arm takes the optimal posture for collision avoidance with the obstacle. To show the feasibility of the developed algorithm, numerical simulations are carried out with changing both the positions and sizes of obstacles. It was concluded that the proposed algorithm gives a good performance for obstacle avoidance.
An analytic solution approach to the time-varying obstacle avoidance problem is pursued. We formulate the problem in robot joint space(JS), and introduce the view-time concept to deal with the time-varying obstacles. The view-time is a set of continuous times in which a time-varying obstacle is viewed and approximated by an equivalent stationary obstacle. The equivalent stationary obstacle is transformed into the JS obstacle. In JS, the path and trajectory avoiding the JS obstacle is planned.
This study proposes a efficient technology to control the optimal trajectory planning and real-time implementation method which can perform autonomous travelling for unmaned factory automation. Online path planning should plan and execute alternately in a short time, and hence it enables the robot avoid unknown dynamic obstacles which suddenly appear on robot's path. Based on Route planning and control algorithm, we suggested representation of edge cost, heuristic function, and priority queue management, to make a modified Route planning algorithm. Performance of the proposed algorithm is verified by simulation test.
This paper presents a collision avoidance scheme for redundant robot manipulators based on the Configuration Control Scheme. We set a center line through the free space. And we use the redundancy to put the robot links, around the center line as close as possible to avoid the collision with obstacles. Computer simulation shows the effectiveness of this approach.
A human-friendly interactive system that is based on the harmonious symbiotic coexistence of human and robots is explored. Based on interactive technology paradigm, a robotic cane is proposed for blind or visually impaired travelers to navigate safely and quickly through obstacles and other hazards faced by blind pedestrians. Robotic aids, such as robotic canes, require cooperation between human and robots. Various methods for implementing the appropriate cooperative recognition, planning, and acting, have been investigated. The issues discussed include the interaction between humans and robots, design issues of an interactive robotic cane, and behavior arbitration methodologies for navigation planning.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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