یک چهارچوب کنترلی سلسله مراتبی و گسترده الهام گرفته شده از طبیعت برای یک ربات دو پای سه لینکی

گام برداری انسان یکی از مقاوم ترین و تطبیق پذیر ترین پدیده های دینامیکی در طبیعت می باشد که در آن، تعامل پیچیده ای میان سیستم عصبی و بیومکانیکی بدن وجود دارد. یکی از نظریه های پیشنهاد شده برای این پدیده، وجود یک ساختار دو سطحی است که در سطح پایین، کنترل سیستم توسط سیستم عصبی پراکنده در بدن به همراه سیستم اسکلتی-عضلانی انجام می پذیرد و سیستم عصبی مرکزی (مغز) در سطح بالا، وظیفه کنترل سیستم در صورت عدم توانایی سطح پایین، نظارت و آموزش آن را بر عهده دارد. در این مقاله، بر اساس این نظریه، یک چهارچوب کنترلی دو لایه ای برای سیستم های زیر تحریک، با درجات آزادی بالا و دارای سیکل حد توسعه داده شده است که بر روی یک ربات دو پای سه لینکی در حال گام برداری پیاده سازی گردیده است. در این چهارچوب کنترلی، لایه پایین کنترلی از شبکه ای از کنترلهای ساده متناظر با هر درجه آزادی تشکیل می گردد که به منظور حفظ پایداری سیستم، توسط یک پسخوراند از وضعیت کلی سیستم تغذیه می گردد. علاوه بر این در لایه بالا، یک کنترلر مرکزی در نظر گرفته شده است که وظیفه آموزش این شبکه و نظارت بر حفظ پایداری سیستم را بر عهده دارد. در ادامه نشان داده شده است که به وسیله این شبکه کنترلی که با حداقل اطلاعات کنترلی تغذیه می شود، می توان سیستم در نظر گرفته شده را که یک سیستم دینامیکی ناپایدار است، کنترل نمود.