Linear and nonlinear analysis of human postural sway
Duruş sapmasının doğrusal ve doğrusal olmayan analiz yöntemleri ile araştırılması
- Tez No: 176762
- Danışmanlar: PROF. DR. TURGUT TOKDEMİR, YRD. DOÇ. DR. SENİH GÜRSES
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Ayakta sakin halde dik duran bir insanın sonu gelmeyen, karmaşık özellikler gösteren salınımlarına duruş sapması adı verilmektedir. Basma merkezi (?Center-of-Pressure?, CoP)'nin pozisyonundaki değişimler, duruş sapmasını incelemek için kullanılmaktadır. Bu çalışmada, 6 ile 84 yaş arasında değişen 28 farklı denekten (14 kadın, 14 erkek); her denekten, bir tanesi 180 saniye süren 5 farklı deneme olmak üzere, deneysel olarak CoP sinyali kaydedilmiştir. Denekler yaşlarına göre dört farklı gruba ayrılmışlardır. Varyans/standard sapma, Hızlı Fourier Dönüşümü, Güç Spektrum Yoğunluğu gibi doğrusal analiz yöntemleri, CoP zaman serilerinin ortalaması sinyalden çıkartılarak uygulanmıştır. Ayrıca, Run testi ve Topluluk Ortalaması yöntemleri sırasıyla durağanlığı ve ergodikliği araştırmak için kullanılmıştır. Bunların yanı sıra, duruş sapmasının doğrusal olmayan davranışını ortaya çıkarmak için duruş dinamiği, CoPx sinyalinden m-boyutlu durum uzayında yeniden inşa edilmiştir. Daha sonra, korelasyon boyutu (D2) kestirimleri, m-boyutlu durum uzayına gömülmüş dinamikten hesaplanmıştır. İlaveten, bahsi geçen ölçütlerin yaşlanma ile olası anlamlı değişimleri istatistiksel yöntemlerle araştırılmıştır. Çalışmanın sonuçları, duruş yan sapmasının, 180 saniye iki ayak üstünde sakin vaziyette yapılan gözlemlerde durağan bir süreç olduğunu ortaya koymuştur. Bunun yanısıra, duruş yan sapması farklı kişi veya aynı kişinin farklı denemeleri için farklı dinamik yapılar (112 belirlenimci kaosa karşı 28 stokastik duruş yan sapması zaman serileri) sergilemiştir. Ayrıca, D2 ölçütü için gruplar arasında anlamlı farklılık saptanmıştır (p?0.0003). Son olarak, deneysel olarak elde edilmiş CoPx sinyallerinin davranışı, iki doğrusal sürece karşı vekil veri (Surrogate data) kullanılarak sınanmıştır. Karıştırılmış CoP sinyalleri göstermiştir ki, zamansal sıra CoP sinyalleri için önemlidir; ama, fazın rasgelelelştirilmesi CoP sinyallerinin karakteristik davranışında bir farklılığa yol açmamıştır.
Özet (Çeviri)
Human upright posture exhibits an everlasting oscillatory behavior of complex nature, called as human postural sway. Variations in the position of the Center-of-Pressure (CoP) were used to describe the human postural sway. In this study; CoP data, which has experimentally been collected from 28 different subjects (14 males and 14 females with their ages ranging from 6 to 84), who were divided into 4 groups according to their ages has been analyzed. The data collection from each of the subjects was performed in 5 successive trials, each of which has lasted for 180-seconds long. Linear analysis methods such as the variance/standard deviation, Fast Fouriér Transformation, and Power Spectral Density estimates were applied to the detrended CoP signal of human postural sway. Also the Run test and Ensemble averages methods were used to search for stationarity and ergodicity of the CoP signal respectively. Furthermore, in order to reveal the nonlinear characteristics of the human postural sway, its dynamics were reconstructed in m-dimensional state space from the CoPx signals. Then, the correlation dimension (D2) estimates from the embedded dynamics were calculated. Additionally, the statistical and dynamical measures computed were checked against any significant changes, which may occur during aging. The results of the study suggested that human postural sway is a stationary process when 180-second long biped quiet stance data is considered. In addition, it exhibits variable dynamical structure complex in nature (112 deterministic chaos versus 28 stochastic time series of human postural sway) for five successive trials of 28 different subjects. Moreover, we found that groups were significantly different in the correlation dimension (D2) measure (p?0.0003). Finally, the behavior of the experimental CoPx signals was checked against two types of linear processes by using surrogate data method. The shuffled CoPx signals (Surrogate I) suggested that temporal order of CoPx is important; however, phase-randomization (Surrogate II) did not change the behavioral characteristics of the CoPx signal.
Benzer Tezler
- Çok katlı çelik yapılarda deprem performansının belirlenmesi ve doğrusal olmayan davranışın incelenmesi
Performance-based seismic evaluation and nonlinear behaviour of multistorey steel structures
FATİH GÜNER
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. ZAFER ÖZTÜRK
- Lineer olmayan dinamik sistemlerin denetiminde bulanık mantık esaslı yöntemlerin performansının incelenmesi
The performance analysis of fuzzy logic based control methods in the nonlinear dynamic systems
AHMET GANİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN RIZA ÖZÇALIK
- Kocaeli Üniversitesi Umuttepe Kampüsünde bir trijenerasyon sistem tasarımı ve ekonomik analizi
A trigeneration system design and economical analysis in Kocaeli University Umuttepe Campus
EBRU KOLAY KADIOĞLU
Doktora
Türkçe
2023
EnerjiKocaeli ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MERAL ALTINAY
- Tuning pid controller design and analysis of an inverted pendulum system
Bir ters sarkaç sisteminin ayarlamalı pıd denetleyici tasarımı ve analizi
SHIVAN KAREEM ABDULLAH
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine MühendisliğiFırat ÜniversitesiMakine Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERVET SOYGÜDER
- Particulate matter 2.5 – PM2.5 mapping using MODIS satellite data and multivariate non-linear regression analysis over Marmara Region – Turkey
MODIS uydu verileri ve çok değişkenli doğrusal olmayan regresyon analizi ile partiküler madde 2.5-PM2.5 haritasının Marmara Bölgesi-Türkiye için üretilmesi
MIDYAN ALDABASH
Doktora
İngilizce
2021
Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik ÜniversitesiGeomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FİLİZ BEKTAŞ BALÇIK