Control of robotic systems used for support in cochlear microrobot operations
Koklear mikrorobot operasyonlarında destek için kullanılan robotik sistemlerin kontrolü
- Tez No: 746066
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BARIŞ BIDIKLI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Robotik Mühendisliği Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
Robot teknolojisinin hızlı gelişimi ile birlikte medikal robotiğe ağırlık verilmeye başlanmıştır. Robotik sistemlerin sağlık çalışanlarının işini kolaylaştırma, insan hatalarını en aza indirme, işlevini yitirmiş uzuvlara işlev kazandırma, mesafe ya da başka etmenlerden dolayı gerçekleştirilemeyecek operasyonları mümkün kılma gibi potansiyelleri bu alanın popülaritesini arttırmıştır. Cerrahi robotik uygulamaları medikal robotiğin popüler alt alanıdır. Bu uygulamalarda istenilen göreve belirli bir hassasiyet içerisinde ulaşılması hedeflenir. Bu nedenle, medikal uygulamalarda kullanılan robotik sistemlerin verimliliği için denetim sisteminin başarımı oldukça önemlidir. Bu çalışma kapsamında, cerrahi koklear mikrorobot operasyonlarında destekleyici olarak kullanılan robotik sistemlerin denetimi ile ilgilenilmiştir. Bu çalışma cerrahi koklear mikrorobot operasyonlarında yardımcı sistem olarak kullanılması planlanan, biri koordine çalışması gereken iki adet seri robot manipülatör diğeri ise paralel bir robot manipülatör içeren aynı amaca hizmet eden iki farklı robotik sistem üzerinden yürütülmektedir. Söz konusu robotik sistemlerin her biri için iki dayanıklı uyarlamalı doğrusal olmayan denetleyici tasarlanmıştır. Bahsedilen denetim tasarımlarından biri eklem uzayında gerçekleştirilirken diğeri görev uzayı için tasarlanmıştır. Tasarlanan denetleyicilerin başarım gösterimleri için benzetim ve deney çalışmalarından faydalanılmıştır. Benzetim çalışmaları için, prototipleri bu çalışmanın dahil olduğu proje kapsamında üretilen robotik sistemlerin, dinamik modellerine ihtiyaç duyulmuştur. Bu gerekliliği karşılamak için, bahsedilen robotik sistemlerin dinamik modellemesi, Newton-Euler ve Lagrangian formülasyonları aracılığıyla, çalışmanın bir parçası olarak gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan denetleyicilerin başarımları bu dinamik modeler kullanılarak benzetim ortamında gösterildikten sonra, deneysel doğrulama tasarlanan denetleyiciler robotik sistemlerin prototiplerine uygulanalarak gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
The rapid development of robot technology has started to be emphasized medical robotics increasingly. The potential of robotic systems to facilitate the work of healthcare workers, minimize human errors, restore function to lost limbs, and enable operations that cannot be performed due to distance or other factors have made this field increasingly popular. Surgical robotics applications are the trend subfield of medical robotics. In these applications, it is aimed to reach the desired task with certain precision and accuracy. Therefore, performance of the control system is very crucial for the efficiency of robotic systems used in medical applications. Within the scope of this study, control of robotic systems used as supportive systems in surgical cochlear microrobot operations is studied. This study is carried out on two different robotic systems serving identical purpose, one of which contains dual serial robot manipulators that must work in coordination and the other one contains a parallel robot manipulator, which are planned to be used as supportive systems in surgical cochlear microrobot operations. Two robust adaptive nonlinear controllers are designed for each of these robotic systems. One of the mentioned control designs is realized in the joint space, while the other one is designed in task space. Lyapunov based arguments are utilized for the theoretical analysis of designed controllers. For the performance demonstration of the designed controllers simulation and experimental studies are utilized. Dynamic models of robotic systems, whose prototypes produced within the scope of the project in which this study is included, are needed for the simulation studies. To meet this necessity, dynamic modeling of mentioned robotic systems is realized via Newton-Euler and the Lagrangian formulations as a part of this study. After demonstrating the performance of the designed controllers in the simulation environment by using these dynamic models, experimental verification is realized by applying the designed controllers to prototypes of robotic systems.
Benzer Tezler
- Otonom araçlar için 2B lazer tarayıcı kullanılarak yeni 3B LIDAR sistemi elde edilmesi ve engel tespiti
Obtaining a new type 3D LIDAR system using 2D laser scanner for autonomous vehicles and obstacle detection
AHMET KAĞIZMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Türkiye genelinde Bahel modeli ve yapay sinir ağları ile güneş radyasyonu tahmini
Solar radiation estimation for Turkey using Bahel model and artificial neural networks
ELVAN BURCU KOŞMA
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURAK BARUTÇU
- Ortak mimarili yapılar ile insansız araçlarda veri iletişimi
Data communication in unmanned systems using joint architecture
OKAN BOSTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAKAN TEMELTAŞ
- Serebral palsili çocuklarda alt ekstremite robotik rehabilitasyonun oturma ve gövde dengesi üzerindeki etkileri
The effects of lower extremity robotic rehabilitation on si̇tti̇ng and trunk balance in children with cerebral palsy
NİHAN ABİDİN GEÇER
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2019
Fiziksel Tıp ve RehabilitasyonSağlık Bilimleri ÜniversitesiFiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ECE ÜNLÜ AKYÜZ
- Hardware in the loop system development for modeling and control of multirotor vehicles
Multi rotorlu hava araçlarının modellenmesi ve kontrolü için donanım çevrimli benzetim sistemi tasarımı
MUHSİN HANÇER
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İSMAİL BAYEZİT