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仿生外骨骼的运动协同与自适应控制理论

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浙江嘉兴
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作者任彬 陈嘉宇 著

出版社上海科技

ISBN9787547865545

出版时间2024-04

装帧精装

开本16开

定价108元

货号32033828

上书时间2024-11-06

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品相描述：全新
商品描述
作者简介
"任彬，工学博士，上海大学副教授、博士生导师。兼任上海大学人工智能与医工交叉研究中心副主任、上海市人工智能学会副秘书长，香港学者协会会员。2013年入选香江学者，2016年入选上海市青年东方学者。主要研究领域为人机协同、脑机交互、可穿戴设备以及智能制造系统、人工智能算法。作为项目负责人，主持国家自然科学基金-面上项目、国家自然科学基金-青年基金等6项；作为主要研究人员，参加并完成香港政府资助项目、国家重点基础研究发展计划（973计划）、国家863计划、国家科技重大专项、国家科技支撑计划等多项。代表性成果包括：在Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering、Journal of Computing and Information Science in Engineering等国内外学术期刊发表SCI/EI论文30余篇，获授权发明专利7项，出版专著2部（《机械动力学》《可穿戴下肢外骨骼人机协同设计与实验研究》）。

陈嘉宇,美国哥伦比亚大学工学博士,清华大学长聘副教授、博士生导师。曾于香港城市大学任助理教授及副教授。2019年入选国家海外高层次人才引进计划（青年项目）。主要研究领域为人因智能建造系统、建造业人机协作及自动化城市建筑数字模型构造。主持国家自然科学基金、香港优配研究金、香港建筑业议会项目、香港环境保育基金等多项科研项目；并作为主要研究人员参与美国国家自然科学基金、美国能源署等项目。曾任香港屋宇署、香港民政事务署、香港发展局等技术委员会成员。现兼任 Journal of Intelligent Construction 副主编、Engineering等国际期刊编委。已发表国际期刊（SCI刊源）论文110余篇。

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目录
第1章  绪论
  1.1  仿生外骨骼研究的目的和意义
  1.2  仿生外骨骼国内外研究现状
  1.3  仿生外骨骼关键技术与问题分析
第2章  基于遗传算法的人机耦合仿真模型
  2.1  人体下肢生理结构分析
    2.1.1  人体解剖学
    2.1.2  下肢各关节自由度分析
    2.1.3  关节驱动的自由度选择
  2.2  人机耦合的仿生外骨骼构型设计
    2.2.1  人体下肢运动链
    2.2.2  仿生外骨骼链
    2.2.3  人机耦合模型
  2.3  遗传算法的步态轨迹优化
    2.3.1  耦合系统步态轨迹
    2.3.2  适应度评估方程
    2.3.3  仿真实验及结果分析
  2.4  本章小结
第3章  基于光电感应的足底压力传感系统
  3.1  仿生外骨骼的足底压力传感系统设计
  3.2  光电式压力传感单元
    3.2.1  光电-压力传感原理
    3.2.2  模块化传感单元设计与制造
    3.2.3  足底压力传感鞋垫方案
    3.2.4  足底压力中心步态参数
  3.3  足底压力数据采集实验
    3.3.1  传感器特性分析
    3.3.2  双足压力信号采集
  3.4  本章小结
第4章  基于神经网络的步态相位识别
  4.1  仿生外骨骼的步态相位识别
  4.2  步态数据采集设备
  4.3  步态相位划分方法
  4.4  步态相位识别
    4.4.1  多层感知机神经网络算法
    4.4.2  人体步态数据集
    4.4.3  多运动模式步态相位识别
  4.5  本章小结
第5章  基于长短时记忆网络的运动协同方法
  5.1  仿生外骨骼的运动协同
  5.2  关节传感系统设计
  5.3  动力外骨骼硬件系统
  5.4  关节角度协同运动实验
  5.5  长短时记忆网络的预测分析
    5.5.1  长短时记忆网络
    5.5.2  运动协同预测结果
  5.6  本章小结
第6章  仿生外骨骼本体构型设计
  6.1  仿生外骨骼结构设计与仿真分析
    6.1.1  结构设计

内容摘要
《仿生外骨骼的运动协同与自适应控制理论》一书，重点讨论仿生外骨骼的运动协同与自适应控制理论。可穿戴外骨骼的设计应该符合人体工程学,人体与外骨骼耦合为一个整体,人是系统的核心,处于控制回路当中。因此,人机协同控制算法需要将人的因素考虑在内。全书内容分为12章，主要包括基于遗传算法的人机耦合步态轨迹优化、基于光电传感的足底压力传感系统、多运动模式步态相位识别、仿生外骨骼关节角度协同运动。在外骨骼仿生设计的基础上,本书讨论了轨迹跟踪自适应控制算法、模糊自适应控制算法、不确定逼近的RBF神经网络自适应控制算法等。

主编推荐
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1.相关研究极具实用价值和应用前景。进入老龄化社会的国民生活领域，仿生外骨骼作为重要的康复手段，可提高使用者的生活质量和自理能力；同时推动机械工程、控制科学、生物医学工程等学科的交叉融合，促进医学研究和技术发展。
在建筑领域，建筑外骨骼可在工人弯曲、举起和抓取等重复作业中提供额外的支撑和动力，减少伤害和提高效率；在该领域外骨骼机器人还有望变革行业生产方式。
2.研究具有前沿性、性，同类书近无。作者根据多年来的研究成果，重点讨论了仿生外骨骼的运动协同与自适应控制理论，相关内容涵盖建立仿生外骨骼的动力学模型、选取并分析外骨骼步态数据、搭建控制算法并进行评估，等等。
3.装帧注重品质。本书精装印制，并于书后附16面彩色插页，集中精美展示作者科研过程中第一手珍贵资料成果，提升读者的阅读体验度。
4.本书纳入“智能机电技术丛书”，丛书其他分册《虚拟仪器的测量不确定度评定方法研究》《可穿戴下肢外骨骼人机协同设计与实验研究》业已出版。丛书致力于智能机电技术领域前沿问题研究及未来应用探究，融入大量的实验或仿真工作，有一定的学术和参考价值。  
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