An adaptive spinal-like controller: tunable biomimetic behavior for a robotic limb
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Spinal-like regulators have recently been shown to support complex behavioral patterns during volitional goal-oriented reaching paradigms. We use an interpretation of the adaptive spinal-like controller as inspiration for the development of a controller for a robotic limb. It will be demonstrated that a simulated robot arm with linear actuators can achieve biological-like limb movements. In addition, it will be shown that programmability in the regulator enables independent spatial and temporal changes to be defined for movement tasks, downstream of central commands using sensory stimuli. The adaptive spinal-like controller is the first to demonstrate such behavior for complex motor behaviors in multi-joint limb movements. METHODS: The controller is evaluated using a simulated robotic apparatus and three goal-oriented reaching paradigms: 1) shaping of trajectory profiles during reaching; 2) sensitivity of trajectories to sudden perturbations; 3) reaching to a moving target. The experiments were designed to highlight complex motor tasks that are omitted in earlier studies, and important for the development of improved artificial limb control. RESULTS: In all three cases the controller was able to reach the targets without a priori planning of end-point or segmental motor trajectories. Instead, trajectory spatio-temporal dynamics evolve from properties of the controller architecture using the spatial error (vector distance to goal). Results show that curvature amplitude in hand trajectory paths are reduced by as much as 98% using simple gain scaling techniques, while adaptive network behavior allows the regulator to successfully adapt to perturbations and track a moving target. An important observation for this study is that all motions resemble human-like movements with non-linear muscles and complex joint mechanics. CONCLUSIONS: The controller shows that it can adapt to various behavioral contexts which are not included in previous biomimetic studies. The research supplements an earlier study by examining the tunability of the spinal-like controller for complex reaching tasks. This work is a step toward building more robust controllers for powered artificial limbs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».