A probabilistic approach to the degrees of freedom problem in human movements
İnsan hareketlerindeki serbestlik derecesi problemine olasılıksal bir yaklaşım
- Tez No: 865889
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SENİH GÜRSES
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 165
Özet
İnsanlar, gerçekleştirebilecekleri kas-iskelet sistemi eylemleri ve aynı hedefe ulaşmak için kullanabilecekleri farklı görev alanı yaklaşımları açısından geniş bir çözüm yelpazesine sahiptir. Çok eklemli insan hareketinin doğasında var olan aşırı sayıdaki serbestlik derecesi, insan vücudunun kinematik bir zincir olarak modellenmesiyle matematiksel olarak ifade edilmiştir. Eklem açıları, geleneksel olarak yapıldığı gibi deterministik olarak değil, rastgele değişkenler olarak ele alınmıştır. Bu çalışmada, çok eklemli insan hareketinde serbestlik derecesi sorununu analiz etmek için rastgele eklem açılarının konvolüsyonuna dayanan olasılıksal bir ileri kinematik model önerilmiştir. Modelin geçerliliğini test etmek için ayakta dururken uzanma hareketini içeren deneyler çok sayıda deneme ile gerçekleştirilmiştir. Deneylerden elde edilen eklem açıları verileri, eklem açılarının ampirik dağılımını belirlemek için kullanılmıştır. Olasılıksal ileri kinematik model, elin uç noktasını göreve özgü bir bölge içinde tutan tüm olası eklem konfigürasyonlarını hesaplamak için kullanılmıştır. Bu eklem konfigürasyonları daha sonra hareket sırasında kişi tarafından kullanılan ortalama eklem konfigürasyonu ile eşleşmesi gereken bir beklenen eklem konfigürasyonu tahmin etmek için kullanılmıştır. Beklenen eklem konfigürasyonu ile ortalama eklem konfigürasyonu arasındaki fark kabul edilebilir olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca, önerilen olasılıksal çerçeve, çok eklemli hareketlerin tekrarı sırasında gözlemlenen eklem konfigürasyonlarındaki ve görev alanı hareketlerindeki değişkenliği açıklamaktadır.
Özet (Çeviri)
Humans possess a wide range of solutions in terms of musculoskeletal actions they can perform and diverse task-space approaches they can employ to accomplish the same objective. The excessive number of degrees of freedom inherent in the multi-joint human movement is mathematically expressed by modeling the human body as a kinematic chain. Joint angles are treated as random variables rather than deterministically as traditionally done. In the study, we propose a probabilistic forward kinematic model based on the convolution of the random joint angles to analyze the degrees of freedom problem in multi-joint human movements. A series of experiments was conducted to test the validity of the model, with multiple trials involving reaching movements while standing. The joint angles data obtained from experiments were used to determine the empirical distributions of joint angles. The probabilistic forward kinematic model is employed to calculate all possible joint configurations that maintain the endpoint of the hand within a task-specific region. These joint configurations are then used to estimate an expected joint configuration, which should match the mean joint configuration used by the person during the movement. The difference between the expected joint configuration and the mean joint configuration was deemed to be within an acceptable range. Furthermore, the proposed probabilistic framework accounts for the variability in joint configurations and task-space movements that are observed during the repetition of multi-joint movements.
Benzer Tezler
- Hızlıca keşfeden rastgele ağaç yöntemi ile insansı robot kolu yörünge planlaması
Trajectory planning of a humanoid robot arm by using rapidly-exploring randomized tree method
BURAK BOYACIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞENİZ ERTUĞRUL
- Nicem devinbilimde olasılıkçıl evrim kuramı, evrilteç devinbilimi, konaç bükümü ve yanaşık açılımlar: Bakışık üstel gizilgüçlü dizgeler
Probabilistic evolution theory, evolver dynamics, coordinate bending and asymptotic expansions: Quantum symmetric exponential potential systems
SEMRA BAYAT ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
2021
Matematikİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN DEMİRALP
- Heart motion prediction based on adaptive estimation algorithms for robotic-assisted beating heart surgery
Robotik-destekli kalp ameliyatları için uyabilen tahmin algoritmalarına dayalı kalp hareketi tahmini
ESER ERDEM TUNA
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiElektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. M. CENK ÇAVUŞOĞLU
PROF. DR. HİTAY ÖZBAY
- Probabilistic cost-benefit optimization of viscous and tuned mass dampers in seismic retrofitting of buildings
Yapıların sismik etkilere karşı viskoz ve ayarlı kütle sönümleyiciler ile güçlendirilmesinin olasılıksal fayda-maliyet optimizasyonu
HAKAN KESKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UFUK YAZGAN
- Bingöl ili şehir merkezindeki binalarda deprem performansı, yapısal riskler ve kayıpların incelenmesi
Investigation of earthquake performance, structural risks and losses of buildings in Bingol city center
ÖMER FARUK NEMUTLU
Doktora
Türkçe
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ SARI
DR. ÖĞR. ÜYESİ BİLAL BALUN