Psychophysical evaluation of a sensory feedback system for prosthetic hands
El protezlerinde kullanılabilecek bir duyusal geri besleme sisteminin psikofiziksel açıdan incelenmesi
- Tez No: 647219
- Danışmanlar: PROF. DR. BURAK GÜÇLÜ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Biyo-Medikal Mühendislik Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 147
Özet
Bu çalışmada, ayrık olaya dayalı duyusal geribesleme kontrol yaklaşımına uygun şekilde bir titreşim uyaranlı duyusal geri besleme sistemi tasarlandı ve test edildi. Veri işleme ve psikofiziksel karakterizasyon konusunda özgün yaklaşımlar uygulandı. İlk kısımda, algılama ve işaret işleme sistemi tasarlandı. Bu sebeple, bir robotik el insan elindeki reseptörleri taklit ederek kuvvet ve bükülme sensörleri ile donatıldı. Silindirik kavrama hareketi sırasında sensör verisi kaydedildi ve nesne tipi ile hareket tipi için sınıflandırıldı. Üç makine öğrenmesi algoritması arasından (k-En Yakın Komşu, Çoksınıflı Lojistik Regresyon, Destek Vektör Makineleri), en yüksek doğruluk k-en yakın komşu sınıflayıcısı ile elde edildi ve sonuçlar sonraki çalışma için umut vericiydi. İkinci kısımda, iki titreşim uyaranlı eyleyici kullanılarak duyusal geri besleme sistemi tasarlandı ve kullanıcıya özel bir kalibrasyon yöntemi sunuldu. Eyleyiciler 10 sağlıklı katılımcının üst kollarına yerleştirildi. Her katılımcı için uyaran genliklerini özel olarak belirlemek için bir psikofiziksel karakterizasyon protokolü uygulandı. Daha sonra, değişen parametrelere sahip uyaranın ayırt edilmesi ve kapalı-set içerisinden tanınması için aynı-farklı ayırt etme ve örüntü tanıma deneyleri gerçekleştirildi. Son olarak, uyaranların parametreleri nesne/hareket tipini temsil eden sınıf etiketleriyle ilişkili olaylarla eşleştirilerek ayrık olaya dayalı geri besleme deneyleri gerçekleştirildi. Sonuçlara göre, uygulanan psikofiziksel karakterizasyon prosedürü güvenilirdi. Diğer bir yandan, karmaşık görevlerdeki performans katılımcılar arasındaki psikofiziksel farklılıklardan etkilenmedi. Deneysel sonuçlar gösterdi ki bu sistem protezlerin günlük kullanımında obje tipi ve hareket tipine ilişkin bilgi sağlamak için kullanılabilir.
Özet (Çeviri)
In this study, a vibrotactile sensory feedback system was designed and tested in accordance with the discrete event-driven sensory feedback control paradigm. Novel approaches were applied in terms of data processing and psychophysical characterization. As the first part, the sensing and signal processing system was designed. Therefore, a robotic hand was equipped with force and bend sensors by mimicking receptors in human hand. The sensor data was recorded during a cylindrical grasping task, and classified for object type and movement phase. Among three machine learning algorithms (k-Nearest Neighbour, Multinomial Logistic Regression and Support Vector Machines), highest classification accuracy was obtained with k-nearest neighbor classifier and the results were promising for the subsequent work. In the second part, the sensory feedback system was designed using two vibrotactile actuators and a user-specific calibration method was presented. The actuators were placed on the upper arms of 10 able-bodied participants. A psychophysical characterization procedure was applied to determine the stimulation amplitudes for each participant specifically. Then, same-different discrimination and pattern recognition experiments were conducted to evaluate the discrimination and closed-set identification of stimuli with varying parameters. Finally, discrete-event driven feedback experiments were run by mapping the parameters of the stimuli to the discrete events related to class labels representing object/movement type. According to the results, the psychophysical characterization procedure was reliable. On the other hand, the performance in the complex tasks was not affected by the psychophysical variations across participants. Experimental results showed that the system can be used to provide object-type and movement-type related information in daily use of prosthetic devices.
Benzer Tezler
- Subjective intensity and pleasantness in taste
Tatta öznel yoğunluk ve hoşluk' konulu
MARİA GERALDİNE VELDHUİZEN
- Hipokampal sklerozu olan mesial temporal lop epilepsili hastalarda temporal lobektominin ses kaynağını belirleyen kortikal fonksiyonlara etkisinin elektrofizyolojik yöntemlerle incelenmesi
The evaluation of the role of temporal lobectomy on cortical functions with electrophysiological investigations in determining the localization of sounds in patients with mesial temporal lobe epilepsy due to hippocampal sclerosis
FADİME İRSEL TEZER FİLİK
Doktora
Türkçe
2010
BiyofizikHacettepe ÜniversitesiNöroelektrofizyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERAP SAYGI
- Van Gölü doğu kıyı alanlarının görsel peyzaj kalitesi açısından değerlendirilmesi
Evaluation of visual landscape quality of Lake Van eastern coastal areas
HANDE ÖZVAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Peyzaj MimarlığıVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ PINAR BOSTAN
- Bir işitsel olaya ait nöral temsilin dinamik (oluşum ve sönüm) karakteristikleri üzerinde uyarım parametrelerinin etkileri
Effects of stimulation parameters on the dynamic (formation and decay) characteristics of neural representation of an auditory event
ABDULLAH RUHİ SOYLU
- Dijital radyografide sistem performansının Monte Carlo ve deneysel teknikler kullanılarak saptanması
Determination of system performance in digital radiography by using Monte Carlo and experimental techniques
ASENA YALÇIN
Doktora
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara ÜniversitesiMedikal Fizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TURAN OLĞAR
