Humanoid 2/10 – ศัพท์พื้นฐาน

ก่อนที่เพื่อนๆจะไปต่อนั้น เพื่อนๆทุกคนควรจะรู้จักกับคำศัพท์ต่างๆที่เป็นพื้นฐานที่นิยมใช้กันก่อน ซึ่งศัพท์เหล่านี้จะเป็นสิ่งที่ทำให้ผมและเพื่อนๆคุยกันรู้เรื่อง อ่านแล้วเข้าใจ อีกอย่างมันจะทำให้เพื่อนๆสามารถนำไปใช้ต่อได้ด้วย ไม่ว่าจะอ่านจากแหล่งความรู้อื่นเพิ่มเติม หรือคุยกับคนอื่นที่มีฐานความรู้เดียวกันได้ ถึงแม้ว่าคำบรรยายศัพท์ต่างๆของผมอาจจะไม่เป็นทางการ บอกไว้ก่อนเลยนะครับ 55 เพราะผมอยากให้เพื่อนๆเข้าใจและเห็นภาพได้อย่างชัดเจนนั่นเอง

คำศัพท์พื้นฐาน

หุ่นยนต์ฮิวมานอยด์นั้นเป็นแบบ open kinematic chain ประกอบไปด้วย 2 ส่วนด้วยกัน ส่วนแรกเรียกว่า ขา(legs) อีกส่วนเรียกว่า  ลำตัว(torso) ทั้งสองเชื่อมต่อกันด้วยจุดที่เรียกว่า สะโพก(hip)

ขาที่ติดกับพื้น จะหนึ่งขาหรือสองขาก็ได้ ถ้ามีเพียงแค่ขาเดียวสัมผัสพื้นเราจะเรียกขาที่สัมผัสกับพื้นว่า ขายืน(stance leg) ส่วนขาอีกข้างจะเรียกว่า ขาแกว่ง(swing leg) จุดปลายสุดของขาไม่ว่าจะมีเท้าหรือไม่มีเท้า เราจะเรียกว่า เท้า(foot)

จังหวะการเคลื่อนที่จะดูจากจำนวนเท้าที่สัมผัสพื้นเป็นหลัก ถ้าสัมผัสพื้นเพียงเท้าเดียวจะเรียกว่า single support ถ้าสัมผัสพื้นสองเท้าจะเรียกว่า double support

การเดิน(Walking) นั้นจะสลับกันระหว่าง single support และ double support วนไปเรื่อยๆ โดยจะมีตัวแปรในการเดินคือ (ระยะทางในแนวขนานกับพื้นของศูนย์ถ่วงของหุ่นยนต์)displacement of horizontal of robot’s center of mass

Phase of bipedal walking

รูป (a) คือ single support หรือ swing phase
รูป (b) คือ double support

การวิ่ง(Running) คือการที่มีลำดับจังหวะ single support, flight(ไม่มีเท้าสัมผัสพื้น), single support

ชนิดของการเดินแบ่งเป็น 2 แบบ คือ

1. การเดินแบบ static คือการเดินที่ CoM(center of mass) ของหุ่นยนต์ไม่ออกจาก support polygon(กรอบเท้าของหุ่นยนต์ที่สัมผัสกับพื้น)
2. การเดินแบบ dynamic คือการเดินที่ CoP(center of pressure) หรือ ZMP(zero moment point) ของหุ่นยนต์ออกจาก support polygon เป็นบางขณะ

Support Polygon

หลายคนอาจจะกำลังงงว่า CoM กับ CoP ต่างกันอย่างไร ดูรูปนี้แล้วน่าเข้าใจมากขึ้น

Coordinates of CoM and CoP.  #researchgate.net

The human planes of section

• sigittal plane คือ ระนาบที่แบ่งคนเป็นซีกซ้ายและซีกขวา
• frontal plane คือ ระนาบที่แบ่งคนออกเป็นด้านหน้าและด้านหลัง
• transverse plane คือ ระนาบที่แบ่งคนออกเป็นด้านบนและด้านล่าง