توضیحات

در طول سالیان اخیر، نظریه کنترل مدرن رشد قابل توجهی داشته‌ و به بلوغ قابل توجهی رسیده‌است. شاخه‌های مختلف کنترل مدرن نظیر شناسایی سیستم، کنترل تطبیقی، کنترل مقاوم، کنترل ساختار متغیر و کنترل بهینه به صورت گسترده در صنایع و کاربردهای مختلف ‌بویژه رباتیک مورد استفاده قرار گرفته‌است. با این وجود، در نظریه کنترل مدرن هنوز بسیاری چالش‌ها در جنبه تئوری و عملی وجود دارد. یکی از این چالش‌ها، نیاز به داشتن دانشی دقیق از مدل است که باعث می‌شود از روش‌های کنترل مدرن به عنوان روش‌های مبتنی بر مدل نامبرده شود. به عنوان مثال، در کنترل ربات‌های موازی همچون ربات دلتا که دارای ساختار پیچیده هستند و مدل‌سازی آن‌ها وظیفه‌ای پیچیده و زمان‌بر است و در نهایت مدل بدست‌آمده از دقت کامل برخوردار نیست. در نقطه مقابل کنترل مبتنی بر مدل، روش‌های کنترل هوشمند مبتنی بر داده قرار دارند که امروزه با توجه به رشد مفاهیم و نظریه‌های هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، افق‌های جدیدی را پیش‌روی محققان قرار داده‌اند. کنترل داده‌محور این اجازه را به محققان می‌دهد که با استفاده از داده خروجی جمع‌آوری شده از سیستم، که پاسخی به ورودی اعمال‌شده به سیستم است، به طراحی کنترلر مورد نظر خود بپردازند. روش‌های کنترل داده‌محور این مکان را فراهم می‌کنند که به تنظیم پارامترهای کنترلر پرداخته شود بدون این که نیاز به شناسایی مدل سیستم باشد. به این وسیله، می‌توان تاثیر بخش‌هایی از دینامیک سیستم که برای ما مهم‌تر است را افزایش داد و همچنین تاثیر بخش‌هایی از دینامیک سیستم که مورد نظر نیست را کاهش داد یا از بین برد. به عنوان مثال، در ربات دلتا، می‌توان با استفاده از روش‌های مبتنی بر داده و یادگیری ماشین همچون یادگیری تقویتی، بدون نیاز به داشتن مدل دقیقی از ربات، ربات را با دقت مطلوبی کنترل کرد. در یادگیری تقویتی، سیستم نه بر اساس دستور العمل‌های کنترلی از پیش تعیین‌شده، که صرفا بر اساس تجربه‌های مختلف و دریافت پاداش یا جریمه، نحوه انجام صحیح وظیفه مورد نظر را یاد می‌گیرد.
تا کنون، روش‌های مختلف مبتنی بر داده ارائه شده‌است. این روش‌ها بر اساس داده مورد استفاده، به سه روش تقسیم می‌شوند: روش مبتنی بر داده آنلاین، روش مبتنی بر داده آفلاین و روش ترکیبی که از هر دو داده آنلاین و آفلاین استفاده می کند. همچنین اگر بخواهیم این روش‌ها را بر اساس ساختار کنترلر دسته بندی کنیم شامل این موارد است: روش‌های مبتنی بر ساختار کنترلر ثابت از پیش تعیین شده و روش‌های مبتنی بر کنترلر با ساختار نامعلوم. یکی از مهم‌ترین بخش‌ها در کنترل داده محور بهینه سازی داده مورد استفاده در کنترلر است.
از جمله دیگر روش‌های هوشمند قابل پیاده‌سازی بر روی ربات‌ها بویژه ربات دلتا، می توان به کنترل مبتنی بر بینایی ماشین اشاره کرد. در این روش، کاربرد اصلی ربات دلتا که انجام عملیات گذاشت و برداشت اجسام است، با استفاده از سیستم بینایی ماشین پیاده‌سازی می‌شود. یک سیستم تشخیص اجسام که از یک شبکه عصبی تشکیل شده است، به شناسایی اجسام مورد نظر می‌پردازد و این امکان را برای ربات فراهم می‌کند که اجسام مورد نظر را از میان تمام اجسام در حال حرکت در محدوده کاری ربات برداشت کند. همچنین روش‌های داده محور و هوشمند را می‌توان به همراه روش‌های کلاسیک و مدرن به کار برد. به عنوان مثال، روش‌ كنترل بهينه تطبيقي بر مبناي يادگيري تقويتي براي سامانه‌اي با ديناميك‌هاي ناشناخته مورد استفاده قرار می‌گیرد. یا می‌توان از روش‌های شبکه عصبی به منظور تخمین بخش‌های غیرخطی دنیامیک سیستم استفاده کرد.