Wearable surface electromyography (sEMG) technologies with graphene textile electrodes
Grafen tekstil elektrotlarla giyilebilir yuzey elektromiyografi (sEMG) teknolojileri
- Tez No: 643482
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT KAYA YAPICI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 67
Özet
Giyilebilir cihazlara yüzey elektrotlarının eklenerek EMG ölçüm işlevinin kazandırılması, dinamik koşullarda kas statüsü takibine izin verdiğinden birbirinden farklı çok sayıda uygulamanın önünü açma potansiyeline sahiptir. Bu tip sistemlerin önündeki teknolojik problemlerden birisi, uzun süreli ölçümler için uygun olmayan klinik ıslak elektrotların problemlerini çözmek adına kuru yüzey elektrotlarının geliştirilmesidir. Bu bağlamda, sunulan çalışmanın ana amacını geliştirilen grafen tekstil elektrotların karakterizasyonu ve giyilebilir uygulamalardaki performanslarının değerlendirilmesi oluşturmaktadır. Tekstil elektrotların klinik elektrotlarla kıyaslanması, cilt-elektrot empedans (SEI) değerleri ve statik deneyler yoluyla elde edilen sinyal-gürültü oranlarıyla (SNR) yapıldı. Tekstil elektrotlarının SEI değerlerinin kabul edilebilir aralıkta bulunduğu ve SNR değerlerinin karşılaştırılmasıyla da, statik ortamlarda grafen tekstil ile elde edilen performansın klinik sinyal kalitesinin \% 65 ile \% 90 arasında değiştiğini göstermiştir. Özel olarak tasarlanmış giyilebilir platformlar, Bluetooth aracılığıyla kablosuz olarak veri akışı sağlayabilen, entegre grafen elektrotlar ve pille çalışan, az yer kaplayan donanım içeren ölçüm alınan kasa özgü elastik bantlardan oluşmaktadır. Bu giyilebilir ürünlerin uygunluğu iki farklı uygulama ile gösterilirken, bir bacak bandıyla aktivite takibi bir kol bandıyla da lokalize kas yorgunluğu değerlendirmesi yapılmıştır. Burada verilen sistem konsepti, en temel iletken tekstil üretiminden son seviyedeki kullanıcı arayüzüne kadar izlediği yaklaşımla, giyilebilir EMG platformlarının geliştirilmesi için katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Ability to acquire, record, and process muscular biopotentials with wearable health trackers, diagnostic and/or assistive devices through the integration of soft, gel-free surface electrodes will enable seamless monitoring of muscle status in dynamic settings and can facilitate various applications. To this end, one of the fundamental limitations against the development of such systems is due to the drawbacks of clinical Ag/AgCl wet electrodes which have a gel layer that causes discomfort and can lead into skin irritation especially in wearable, portable applications with typically longer monitoring durations. The major objective of this thesis is to develop, explore and evaluate the application of novel and truly wearable graphene textile electrodes specifically in surface electromyography (sEMG) applications. Benchmarking of the textile electrodes with respect to clinical electrodes was performed in terms of their skin electrode impedance (SEI) values and signal-to-noise ratios (SNR) acquired through static experiments. SEI values of textile electrodes were found to be well within the acceptable range and comparison of SNR values showed that graphene textile performance in static settings swings between 65\% and 90\% level of clinical signal quality. Custom-designed wearable platforms consist of muscle specific elastic bands with integrated graphene electrodes and battery-powered, small footprint hardware that can stream data wirelessly over Bluetooth. Feasibility of the developed wearables were shown with two different applications in dynamic conditions where a calf band was designed and used for activity tracking, and an arm band was developed for localized muscle fatigue assessment. The holistic system design concept presented here that is inclusive of fundamental material aspects up to the implementation of high-level user interface will be valuable for the development of wearable EMG platforms.
Benzer Tezler
- Kınect sensörü ve yüzeysel emg kullanılarak bir sporcu destek sistemi tasarımı
Design of an athlete support system using kinect sensor and surface emg
SERKAN ÖRÜCÜ
Doktora
Türkçe
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSelçuk ÜniversitesiBilişim Teknolojileri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT SELEK
- Internet of things based intelligent facial expression monitoring using EMG signals
EMG sinyalleri kullanarak nesnelerin interneti tabanlı akıllı yüz ifadesi izleme
MASOOD ABDULRAHMAN OTHMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolFırat ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLHAN AYDIN
- A surface electromyography based serious computer game for physiotherapy and rehabilitation
Fizyoterapi ve rehabilitasyon için yüzeyel elektromiyografi bazlı ciddi bilgisayar oyunu
TUĞBA GÜNAYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGalatasaray ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ REİS BURAK ARSLAN
- Machine learning techniques for surface electromyography based hand gesture recognition
Yüzey elektromiyografi temelli el jesti tanıma için makine öğrenmesi teknikleri
ENGİN KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUFAN KUMBASAR
- Fabric based soft actuators for wearable applications
Giyilebilir uygulamalar için kumaş bazlı yumuşak aktüatörler
FIDAN KHALILBAYLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN İNCE
DOÇ. DR. ÖZGÜR ATALAY