Geri Dön

EMG sinyalleri ile çok fonksiyonlu protez el simülatörünün kontrolü

Control of the multifunctional prosthetic hand simulator via EMG signals

PDF İndir

  1. Tez No: 458058
  2. Yazar: BEYDA TAŞAR
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ARİF GÜLTEN, DOÇ. DR. OĞUZ YAKUT
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Mekatronik Mühendisliği, Science and Technology, Mechatronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: EMG, Çok Fonksiyonlu Protez El, SimMechanics, Bilişsel Kontrol, EMG, Multifunctional Prosthetic Hand, SimMechanics, Cognitive Control
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Fırat Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Devreler ve Sistemler Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 196

Özet

İnsanlar yaralanmalar, kazalar veya herhangi bir tıbbi rahatsızlık sonucunda uzuv kaybı yaşayabilirler. Son yıllarda araştırmacılar bu ve buna benzer durumlarda eksik olan uzvun yerini alacak olan protez cihazların tasarımı ve kontrolü alanında pek çok çalışma gerçekleştirmektedirler. Biyolojik elin işlevlerini taklit eden protez ellerin fonksiyon kabiliyeti parmakların birbirlerinden bağımsız yaptıkları hareket sayısı arttıkça artar. Bu referans bakış açısı ile şekillendirilen tez çalışması kapsamında biyoelektriksel sinyaller kullanılarak protez ele altı farklı parmak hareketi kazandırılmış ve protez elin işlevselliği artırılmıştır. Yüzey Elektromiyografi yöntemi ile dört kastan yüzey elektrot grubu yardımı ile biyoelektriksel sinyaller kaydedilmiştir. Kaydedilen biyoelektriksel sinyaller bir dizi ön işlemden geçirilmiş ve EMG sinyallerinin maksimum, etkin, ortalama, varyans ve enerji gibi öznitelikleri hesaplanmıştır. Etkin bilişsel etkileşim ağı oluşturulabilmek için İleri Yayılımlı YSA, Kademeli İleri Yayılımlı YSA, Radyal Tabanlı YSA, Kesin Radyal Tabanlı YSA, Olasılıksal Tabanlı YSA, Regresyon Tabanlı YSA, En Yakın Komşu ve Destek Vektör Makinası sınıflandırma algoritmaları kullanılmış ve sınıflandırma başarıları karşılaştırılmıştır. 3D yazıcı ile beş parmaklı ve on beş eklemli protez el prototip imal edilmiş ve ayrıca SimMechanics ortamında protez el simülatörü tasarlanmıştır. Biyoelektriksel sinyallerin sınıflandırılması ile elde edilen hareket tipi bilgisi ile simülatör ve prototip elin kontrolü gerçek zamanlı olarak yaklaşık %70 başarım ile gerçekleştirilmiştir. Protez elin her bir eklemine bağlı motorların konum kontrolleri tasarlanan PID (Proportional Integral Derivative) ve Kayan Kipli Kontrolör ile sağlanmıştır. Böylece kullanıcı kişi ile protez el arasında bilişsel bir iletişim ağı kurulmuş, protez elin altı hareket için gerçek zamanlı kontrolü biyoelektriksel sinyaller ile sağlanmıştır.

Özet (Çeviri)

People may lose their limb because of injuries, accidents, medical conditions or congenital hereditary disorders. In recent years Researcher are carrying out many studies about design and control of prosthesis devices which take the place of the missing limb. Functional ability of prosthesis hand which mimicking biological hand functions increases depending on the number of independent fingers movements. With this perspective, in this thesis study six different finger movements were given to the prosthesis hand via bioelectrical signals and functionality of prosthesis hand was increased. Bioelectrical signals were recorded by Surface Electromyography method for four muscles with the help of the surface electrodes. The recorded bioelectrical signals were subjected to a series of preprocessing and feature extraction processes to calculate the maximum, effective, mean, variance and energy values of the EMG signals. In order to create effective cognitive interaction network between human and prosthesis hand, Classification algorithms have been developed which are Forward ANN, Progressive ANN, Radial based ANN, Exact Radial based NN, Probabilistic based ANN, Regression based ANN, Nearest Neighbor and Support Vector Machine classification and their performance compared with each other. A five-fingered and fifteen-joints prosthetic hand prototype has been produced via a 3D printer. And also a prosthetic hand simulator designed in the SimMechanics Motion control of both the simulator and prototype hand were realized in real time with about 70% success with obtained hand pattern information by classification via bioelectrical signals. Position control of motors connected to each joint of the Prosthetics hand is provided with designed PID and Sliding Mode Controller. Thus, an effective cognitive communication network has established between the user person and the real time pattern control of the prosthesis is provided by bioelectrical signals.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    566792

    Akıllı el protez kontrolü karar verme performansına elektromiyografi sinyallerinin çok değişkenli görgül kip ayrışımı ile analizinin etkileri

    The effects of multivariate empirical mode decomposition analysis of electromyography signals on intelligent hand prothesis control decision making performance

    FATİH ONAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Mekatronik MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET MERT

  2. Tez No

    518841

    Developing a haptic hand interface with force feedback from virtual environment and controlling it via electromyography signals

    Sanal ortamdan kuvvet geri besleme ile bir haptik el arayüzü geliştirilmesi ve elektromiyografi sinyalleri ile el protezi kontrolü

    MIRVAHID AHMADIPOURINAEIM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Mekatronik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ CÜNEYT YILMAZ

  3. Tez No

    465031

    İnsan elinin pozisyon ve kuvvetlerinin kestirimi amacıyla emg sinyallerinin sınıflandırılması

    Emg signal classification to predict the position and force patterns of human hand

    RAHİME YILMAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. TOLGA ENSARİ

    DOÇ. DR. YUNUS ZİYA ARSLAN

  4. Tez No

    495313

    Hareket edebilen elektronik ve genel amaçlı sibernetik el ve kol sistemi

    Locomoti̇ve electroni̇c generi̇c and cyberneti̇c hand arm system

    ERDEM TATLI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolYıldız Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. UMUT ENGİN AYTEN

  5. Tez No

    816983

    İki eksenli protez kolun ileri kontrol yöntemleriyle kontrolü

    Control of biaxial prosthetic arm with advanced control methods

    ÖMER FARUK KARAKÖSE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    Mühendislik BilimleriSakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA ÇAĞRI KUTLU

Geri Dön