دانلود رایگان ترجمه مقاله مجموعه تکنولوژی اگزواسکلتون انسانی – اسپرینگر 2014

مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF آماده دانلود رایگان میباشند

همچنین ترجمه مقاله با فرمت ورد نیز قابل خریداری و دانلود میباشد

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

فهرست مقاله:

چکیده
مقدمه
تحقیقات بر روی اگزواسکلتون
اگزواسکلتون فعال
نتیجه گیری

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

1-مقدمه
اگزواسکلتون انسانی، نوعی سیستم الکترومکانیکی است که در اصل از داستان های کمیک نشئت می گیرد. این می تواند به انسان ها یک قدرت اضافی و مازاد برای مقاومت در برابر خستگی، برداشتن وزنه بیشتر، دویدن سریع تر و پریدن بیشتر بدهد. این موارد به صورت یک زره ای سبک وزن بر بدن انسان طراحی شده و سیستم قدرت آن در صورتی که ماهیچه ها نیازمند کمک برای انجام کار های سخت باشد روشن می شود.مسلما، دستاورد و پیشرفت اگزواسکلتون ها در زندگی افراد به خصوص افراد معلول و زخمی نقش بسیار فعالی خواهد داشت و می تواند در ابزار های سرگرمی و ورزشی نیز با ارزش تجاری بسیار بالا به کار گرفته شود.
بر اساس این چشم انداز رو به پیشرفت، مطالعات بر روی تجهیزات پوشیدنی فوف العاده بیش از 50 سال انجام شده اند. از مهم ترین طرفداران این محصولات، وزارت دفاع است که خواهان سرمایه گذاری میلیون ها دلار در این زمینه است. هر چه یک سرباز تجهیزات بیشتری را بتواند با خود حمل کند، توانایی نبرد او افزایش خواهد یافت. بر اساس استاندارد نظامی امریکا،یک سرباز مجاز به حمل 30 درصد وزن کل خود در هنگام جنگ می باشد و این بر اساس استاندارد PLA، حدود 245 N است. با این حال در سایه سلاح های گرم و تجهیزات مدرن، بار سربازان فراتر از این آستانه شده است. این موضوع در رابطه با نیرو های ویژه بیشتر صدق می کند این افراد در شرایط سخت و اضطراری با پشتیبانی لجستیک کم عمل می کنند.
در اواخر دهه 1960 میلادی، تحقیقات جنرال الکتریک اقدام به توسعه و تست یک نمونه آمپلی فایر بدن بر اساس سیستم ارباب- برده موسوم به هاردیمن کرد(2-3). این یک سیستم هیدرولیکی بسیار قوی بود( با وزن بیش از 5900 نیوتون) و تنها قادر به بالا بردن یک بازو بود. این سیسنم در اواخر تکمیل خود نیمه تمام باقی ماند. پروژه های تحقیقاتی مختلف توسط پروفسور وکوبراتویک در صربستان در دهه 1970 میلادی صورت گرفت(4-5) و کار های مشابهی در MIT از اوایل دهه 1980 میلادی صورت گرفت(6). با این حال، مطالعات اندکی طی 20 سال بعد به دلیل کمبود فناوری به خصوص در سخت افزار های کنترلی صورت گرفت.
در اواخر قرن 20، با پیشرفت سریع علوم کامپیوتری و نیز فناوری های کنترلی و هدایت کننده، DARPA بر این باور بود که اصول فنی برای شروع مجدد پروژه اگزواسکلتون کافی است. آن ها یک پروژه 7 ساله موسوم به EHPA(7) را ا با سرمایه کل 50 میلیون دلار آغاز کردند و انتظار داشتند که طی یک دهه خدمات را ارایه دهند. از آن زمان به بعد، تحولی در تحقیقات اگزواسکلتون به وجود آمد.
علاوه بر ارتش ایالات متحده، بسیاری از دانشکده ها و موسسه ها در ژاپن، روسیه، بریتانیا، المان،کره و سنگاپور نیز پروژه هایی را شروع کردند. صد ها نتایج جالب طی چند سال اول قرن 20 منتشر شد که موجب ایجاد این خوش بینی شد که مرد آهنین به زودی در خیابان ها دیده خواهد شد.
با این حال توسعه اگزواسکلتون کاهش یافت و دستاورد های کمی طی سال های بعدی گزارش شد. چندین مقاله مروری در سال 2008 و 2009 به بررسی جدید ترین پیشرفت ها پرداختند و جهات پیشرفت اینده به شیوه ای خوش بینانه ترسیم کردند(8-10). با این حال، مشکلات فناوری بیشتر از قبل شد و بسیاری از مشکلات مهندسی به صورت چالش های اصلی مد نظر قرار گرفتند.
بنابراین، اگزواسکلتون دقیقا چیست؟ چرا همیشه مشکلاتی کوچک بر سر راه عملی شدن آن ایجاد می شوند. اکنون باید برگشت و به عقب نگاه کرد و به طور نقادانه مسیر های تحقیقاتی که منجر به این نقیصه ها شدند را مرور کرد. مفهوم اگزواسکلتون و دامنه تحقیقات آن باید مجدد مطابق با سطح فناوری و علوم انسانی فعلی تعریف شوند.
در این مقاله تاریخچه توسعه اگزواسکلتون در هر دو مقوله فعال و غیر فعال ارایه می شود. مدل های اصلی معرفی شده و فناوری های مربوطه بررسی خواهند شد. مسیر های تحقیقاتی فعلی و روش های در حال توسعه عمده تهیه شده و به طور نقادانه تجزیه تحلیل می شوند و در این فرایند برخی از مسائل کلیدی آشکار سازی خواهند شد و در پایان ارزیابی نقادانه ای از روش های تحقیقاتی بر روی ربات انجام شده و اهداف تحقیقاتی آینده روشن می شوند.
2- تحقیقات بر روی اگزواسکلتون
در حال حاضر، جهات تحقیقاتی اگزواسکلتون ها را می توان به دو مقوله تقسیم کرد: فعال و غیر فعال که این تقسیم بندی بر اساس این معیار است که ایا سیستم دارای باطری یا منبع توان قابل حمل است یا نه؟ این بخش به بررسی جدید ترین پیشرفت ها در هر دو مقوله می پردازد.

بخشی از مقاله انگلیسی:

1 Introduction

The human exoskeleton is a kind of electromechanic system originally coming from comic stories. It can give human an extra strength to resist fatigue or to take more weight, to run faster or to jump higher. These kind facilities are drawn to be a lightweight armor worn by human, and its power system will output energy instantly whenever any muscles need some assistance to perform hard works than usual. Conceivably, the achievement of exoskeletons will be actively involved in life, especially for peoples disabled or wounded, and it might be evolved to be sport or amusement tools with great commercial value. Inspired by this promising outlook, studies of the fantastic wearable equipment have been going on for more than fifty years. Among the most enthusiastic are defense departments, who were willing to invest millions to such development. The more a soldier could carry, the more combat ability he had. According to the US military standard, a soldier is allowed to carry up to 30% of his overall weight when marching, and this limit is set to 245 N for PLA[1]. However, thanks to modern powerful firearms and equipment, soldiers’ loads tend to significantly exceed these limits. This is particularly true in the case of Special Forces, who usually carry out tasks in difficult situations with little logistic support. In the late 1960s, the General Electric Research developed and tested a body amplifier prototype based on master-slave system, called “Hardiman”[2–3]. It was a huge hydraulically driven system (weighting more than 5900N), and was only able to raise one arm. This system remained incomplete at the time of its termination. Several research projects were conducted by Prof. Vukobratovic in Serbia in around 1970s[4–5], and similar works were done at MIT beginning from around 1980s[6]. However, few studies were done during the next 20 years because of fundamental technological insufficiencies, especially in control hardware. At the end of the 20th century, with the rapid progress in computer science, as well as control and drive technologies, DARPA believed that the technological basis was already sufficient to restart the exoskeleton project. They launched a 7-year project called EHPA[7], with a total investment of 50 million dollars, and expected it to enter service within the next decade. Since then, the research of exoskeleton has seen a major revival. Besides the U.S. army, many other colleges and institutes in Japan, Russia, the U.K., German, Korea and Singapore also started their own projects. Hundreds of exciting results were published during the first several years of 21st century, which fostered a general optimism that the “Iron Man” would soon be seen walking the streets. However, development of the exoskeleton was bogged down and few achievements were reported during the following years. Several reviews in 2008 and 2009 introduced latest progress [8–10], and discussed directions of future developments in an optimistic tone still. However, the technological difficulties were far greater than expected: many engineering problems previously regarded as nonessential turned out to be major challenges. So what exactly is exoskeleton? Why are there always some “small” problems keeping it from being practical relevant? It is time to look back and critically reconsider the researching routes that have led to this predicament. The concept of exoskeleton and the range of its research should be redefined to adapt accurately to the current human science and technology level. This article maps the developing history of exoskeletons, both active and passive, focusing on several most important achievements. Some key difficulties in control algorithm, driver system, power source, and man-machine interface, which, from the very beginning, have prevented researchers from creating the perfect exoskeleton, have been summarized and discussed. At the end of the article, a critical assessment of the traditional robotics-oriented researching methods and contemplations about possible future directions of research are presented.

2 Researches on Exoskeleton

At present, research directions of exoskeletons can be divided into two categories: active and passive, based on the criterion whether the system has a portable power supply or not. This section introduces developments in both categories.