Biped gait and stance stability: assessment and control of robots, exoskeletons and humans (2025)
- Authors:
- Autor USP: AMERICANO, PEDRO PARIK - EP
- Unidade: EP
- Sigla do Departamento: PMR
- Subjects: MARCHA (LOCOMOÇÃO); ROBÓTICA; CONTROLE (TEORIA DE SISTEMAS E CONTROLE); INTERAÇÃO HOMEM-MÁQUINA; INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: O objetivo deste trabalho é desenvolver ferramentas generalizáveis para avaliar e garantir a estabilidade da marcha bípede e do controle postural em robôs, exoesqueletos e humanos. Inicialmente, estudou-se o uso de um exoesqueleto passivo para investigar a influência da massa e da inércia adicionais, o que motivou a criação de um protocolo mínimo de avaliação com sensores não invasivos, posteriormente aprimorado com aprendizado de máquina para estimar o centro de pressão a partir de câmeras e classificar a estabilidade da marcha. Foram também implementados controladores robustos de baixo nível e um planejador de trajetória baseado em Capture Point, N-Step Capturability e Predicted Step Viability, avaliados em simulações com modelos atuados e subatuados frente a incertezas, irregularidades e perturbações externas. Em paralelo, desenvolveram-se algoritmos bioinspirados de CPGs para adaptação não supervisionada da marcha em simulações e testes com humano no circuito. Por fim, propôs-se um planejador de trajetórias modular e baseado em inteligência artificial capaz de aplicar critérios complexos em tempo real, escolhendo estados-alvo e trajetórias de forma personalizada. Os resultados demonstram uma estrutura completa e adaptável tanto para avaliar quanto para aprimorar a estabilidade da locomoção bípede.
- Imprenta:
- Data da defesa: 07.07.2025
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ABNT
AMERICANO, Pedro Parik. Biped gait and stance stability: assessment and control of robots, exoskeletons and humans. 2025. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2025. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-16012026-112107/pt-br.php. Acesso em: 28 jan. 2026. -
APA
Americano, P. P. (2025). Biped gait and stance stability: assessment and control of robots, exoskeletons and humans (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-16012026-112107/pt-br.php -
NLM
Americano PP. Biped gait and stance stability: assessment and control of robots, exoskeletons and humans [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-16012026-112107/pt-br.php -
Vancouver
Americano PP. Biped gait and stance stability: assessment and control of robots, exoskeletons and humans [Internet]. 2025 ;[citado 2026 jan. 28 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3152/tde-16012026-112107/pt-br.php - Predicted step viability: a stability criterion for biped gait
- Time series classification for predicting biped robot step viability
- Aplicação de inteligência artificial no monitoramento de estabilidade da marcha de exoesqueletos
- Shoulder muscles electromyographic responses in automotive workers wearing a commercial exoskeleton
- Biped gait stability classification based on the predicted step viability
- A comparison between three commercially available exoskeletons in the automotive industry: an electromyographic pilot study
- Lower limb exoskeleton during gait and posture: objective and subjective assessment procedures with minimal instrumentation
How to cite
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