TY  - JOUR
T1  - Balance With a Two-Legged Robot With Artificial Neural Network Support
TT  - İki Bacaklı Bir Robotun Yapay Sinir Ağı Desteği İle Denge Sağlaması
AU  - Tatar, Ahmet Burak
AU  - Taşar, Beyda
AU  - Tanyıldızı, Alper Kadir
PY  - 2019
DA  - March
Y2  - 2018
DO  - 10.17798/bitlisfen.444560
JF  - Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi
PB  - Bitlis Eren University
WT  - DergiPark
SN  - 2147-3129
SP  - 143
EP  - 157
VL  - 8
IS  - 1
LA  - en
AB  - Robotsare usually designed by inspiration from living creatures in the nature. It isinspired by the behaviors of 4 legged animals in the nature and variouscharacteristics are given to robots. Many animals with four legs have theability to walk and even walk new-born. The physiological developments of thesecreatures are completed in the mother’s womb and soon after birth, bone and legmuscle groups are available. It is a well-known fact that living beings canstay in balance by standing up to their legs after birth and carry out theirneurological signals to the muscles of the legs. In this study, we have studiedthe robot kinematics and dynamics of 2-legged robot which resembles a 4-leggedrobot in the light of this study, and the robotic ability of the robot to standon the ground with an artificial neural network(ANN) support. For the dynamicmotion, the planar model of the robot is considered and 7-axis motion equationsare obtained. The aim of the robot is to be able to stand up from the groundand stay in balance and it is aimed to be realized with the use of an artificialneural network structure as learning result. Conventional PID control methodhas been used for control signals that should be applied to robot joints.System responses were obtained graphically and the results were evaluated.
KW  - Two-legged robot
KW  - Dynamic Model
KW  - Kinematic
KW  - Artificial Neural Network
N2  - Robotlar genellikle doğadaki canlılardanesinlenerek tasarlanmaktadır. Özellikle eklem bacaklı robot çalışmalarında 4 bacaklırobotlara çok geniş yer verilmektedir. Doğada 4 bacaklı hayvanlarındavranışlarından esinlenerek robotlara çeşitli özellikler kazandırılmaktadır.Dört bacaklı olan birçok hayvan doğar doğmaz ayağa kalkabilme ve hattayürüyebilme becerisine sahiptir. Bu canlıların fizyolojik gelişimleri annekarnında tamamlanmakta ve doğduktan hemen sonra kemik ve bacak kas gruplarıkullanılabilir duruma gelmektedir. Canlının doğduktan sonra ayağa kalkarakdengede kalabilmesinin bacak kaslarına beyinden iletilen nörolojik sinyallerlegerçekleştirildiği açıkça bilinen bir gerçektir. Bu bilgiler ışığında buçalışmada 4 bacaklı bir robotu andıran 2 bacaklı bir robotun düzlemselkinematiği ve dinamiği elde edilerek robotun ayakta dengede kalabilmekabiliyetinin bir yapay sinir ağı desteği ile robota kazandırılması elealınmıştır. Dinamik hareket için robotun düzlemsel modeli ele alınmış ve 7eksenli hareket denklemleri elde edilmiştir. Robotun yerden kalkarak ayaktadengede kalabilmesi amaçlanmış ve bunun bir yapay sinir ağ yapısının kullanımıile öğrenme sonucunda gerçekleştirilebilmesi hedeflenmiştir. Robotuneklemlerine uygulanması gereken kontrol sinyalleri için klasik PID kontrolyöntemi kullanılmıştır. Sistem cevapları grafiksel olarak elde edilmiş vesonuçlar değerlendirilmiştir.
CR  - Todd, D, J., Walking machines, an introduction to legged robots, Koran Page, London, 1985.
CR  - Raibert, M, H., Legged robots that balance, MIT Press, Cambridge, M.A., 1986.
CR  - Fitzgerald, D., Hunt, T., Leiro, A., HydroDog; A quadruped robot actuated by soft fluidic muscles, Worcester Polytechnic Institute Worcester, Massachusetts, USA, 2015, pp. 12.
CR  - Agarwal, S., Mahapatra, A., Roy, S, S., Dynamics and optimal feet force distributions of a realistic four-legged robot, International Journal of Robotics and Automation(IJRA), 2012, pp. 223.
CR  - Raibert, M., Blankespoor, K., Nelson, G., Playter, R., and the BigDog Team., BigDog the rough-terrain quadruped robot, Proceedings of the 17th World Congress, The International Federation of Automatic Control, Seoul, Korea, 2008, pp. 10822.
CR  - Denavit, J., Hartenberg, R, S., A kinematic for lower-pair mechanisms based on matrices, ASME Jappl. Mechan., 1955, pp. 215-221.
CR  - Zhang, D., Gao, Z., Forward kinematics, performance analysis, and multi-objective optimization of a bio-inspired parallel manipulator, Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2012, pp.484-492.
CR  - Nahangi, M., Yeung, J., Haas, C, T., Walbridge, S., West, J., Automated assembly discrepancy feedback using 3D imaging and forward kinematics, Automation in Construction, 2015, pp.36-46.
CR  - Schilling, J, R., Fundamentals of robotics analysis and control, Prentice-Hall of India Private Limited, New Delhi, 2003, pp.204-2019.
CR  - Aström, K, J., Hägglund, T., PID controllers; theory, design and tunning, North Carolina: Instrument Society of America, 1995, pp.70.
CR  - Aström, K, J., Hägglund, T., Advanced PID Control, North Carolina, ISA: Instrument Society of America, 2005.
CR  - Wang, S, C., Interdisciplinary computing in java programming, Artif Neural Network, Part II, 2003, pp.81-100.
CR  - Melingui, A., Escande, C., Benoudjit, N., Merzouki, R., Mbede, J, B., Qualitive approach for forward kinematic modeling of a compact bionic handling assistant trunk, The International Federation of Automatic Control, Cape Town, South Africa, 2014,  pp. 9353-9358.
CR  - Laboudi, Z., Chikhi, S., Comparison of genetic algorithm and quantum genetic algorithm, Int Arab J Inform Technol;9(3), 2012.
UR  - https://doi.org/10.17798/bitlisfen.444560
L1  - https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/668480
ER  -