Dissertação

Control of Saccades with Model of Artificial 3D Biomimetic Eye EVALUATED

O sistema de controlo do olho humano é mais complexo do que qualquer sistema visual robótico alguma vez construído. Um dos principais desafios com que este tem que lidar é a resolução do problema de excesso de graus de liberdade: os seis músculos extra-oculares permitem ao olho três graus de liberdade para rotações, enquanto apenas dois são necessários para olhar em qualquer direção. Assim sendo, os movimentos são controlados no plano de Listing (PL), onde a torção do olho é zero. Outra característica distintiva do sistema sacádico são as suas propriedades dinâmicas não lineares, conhecidas como main sequence. Nesta tese, desenvolveu-se estratégias de controlo ótimo em malha aberta, encontrando os princípios gerais de otimização que unificam ambas as propriedades. Estes métodos são testados num modelo de um olho robótico biomimético 3D, cuja cinemática foi obtida através de modelação física de um protótipo mecânico construído anteriormente. Foram utilizados procedimentos de identificação de sistemas para obter uma aproximação linear do simulador em torno da orientação relativa a olhar em frente. Primeiro, foram testadas abordagens que usavam apenas termos de minimização recorrentemente usados na literatura. Embora a dinâmica não linear tenha sido observada, o desvio padrão da torção do olho em torno do PL (1.8º) foi maior do que o evidenciado por dados reais (0.6º). De seguida, estudou-se a inclusão de termos extras (penalizações diretas ou minimização da força), levando à redução do desvio padrão para 0.4º. Finalmente, analisou-se a dependência entre a orientação do PL e a geometria do modelo.
olho biomimético, plano de Listing, main sequence, controlo ótimo, modelação física

Dezembro 12, 2019, 10:0

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

ORIENTADOR

Alexandre José Malheiro Bernardino

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado