Design and control of textile based soft robotic systems for therapeutic applications
Teröpatik uygulamalar için tekstil temelli yumuşak robotik sistem tasarımı ve kontrolü
- Tez No: 868931
- Danışmanlar: PROF. DR. VEYSEL GAZİ, DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI TUNÇAY ATALAY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Tekstil ve Tekstil Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Electrical and Electronics Engineering, Textile and Textile Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 171
Özet
Tekstil tabanlı yumuşak robotik sistemler, tedavi edici uygulamalar için geliştirilen son derece önemli ve yenilikçi bir alanı temsil ediyor. Bu sistemler, insan vücuduyla uyumlu yapılarıyla sağladıkları esneklik ve dokunsal hassasiyet ile birçok tedavi edici uygulama için çığır açıcı potansiyel sunmaktadır. Bu tezde terapi amaçlı, masaj uygulayan veya kas hastalıkları olan insanlara yardımcı olabilecek tekstil tabanlı robotik aktüatörlerin tasarımı, üretimi ve istenen hareketleri yapacakları şekilde eylemlerde bulunabilmeleri için gereken kontrolcüler üzerine çalışmalar yapılmıştır. Tez bölümlerinin yazım sırası daha eski olan pnömatik uygulamalardan, yeni bir teknik olan sıvı-gaz hal değişimleri prensibiyle çalıştırılan düşük kaynama noktalı sıvılara doğru verilmiştir. Pnömatik uygulamalar hali hazırda var olmasına karşın, buradaki uygulamalar tekstil tabanlı olmaları yönüyle yenidir. Düşük kaynama noktalı sıvılarla çalışan uygulamalar ise hem çalışma prensipleri hem de tekstil tabanlı olmaları yönünden yenilikçi çalışmalardır. Özellikle düşük kaynama noktalı sıvılarla çalışan aktüatörlerin üretimleri üzerine de bilgiler verilmiştir. Ayrıca sistemin tamamen tekstil tabanlı olması için, geri besleme için tekstil tabanlı sensörler kullanılmıştır. Son bölümde hali hazırda var olan ama herhangi bir gerçek uygulamada kullanılmayan bir sensörün kalibrasyonu üzerine de çalışılmıştır, bu sensörlerin başka uygulamalarda da kullanılabilmesi için bir yöntem üretilmiştir. Düşük kaynama noktalı sıvılarla çalışan aktüatörlerde ısıtma için gümüş kaplı naylon iplikler ve çelik iplikler kullanılmaktadır. Ancak henüz bu sistemlerin soğutmaları için bir teknik geliştirilemediği için, kontrol uygulamaları da açma-kapama kontrolcüsüyle (on-off control) sınırlı kalmıştır. Yine de sistemin zaten gecikmeli olduğu ve gecikmeli de olsa hızlı yanıt gerektirmeyen periyodik masaj uygulamalarında yeterli olduğu göz önünde bulundurulduğunda tek yönlü kontrolde bile doğru sıvılar seçildiği için başarı sağlanmıştır. Ulusal ve uluslararası ödüller de alan bu çalışmanın, bu tezden sonra da geliştirilmeye devam edileceği, ileride soğutma tekniklerinin de geliştirilmesiyle daha farklı uygulamaların da gerçekleştirilebileceği tahmin edilmektedir.
Özet (Çeviri)
Textile-based soft robotic systems represent a highly important and innovative field developed for therapeutic applications. These systems, with their flexible structures and tactile sensitivity compatible with the human body, offer groundbreaking potential for various therapeutic applications. This thesis focuses on the design, production, and control of textile-based robotic actuators that can assist individuals undergoing therapy, such as massage or those with muscle-related conditions, to perform desired movements. The writing sequence of the thesis chapters transitions from older pneumatic applications to a newer technique utilizing the principle of liquid-gas phase transitions with low-boiling point liquids. While pneumatic applications already exist, the novelty of the applications discussed here lies in their textile-based nature. Applications using low-boiling point liquids are innovative in both their operating principles and their textile-based design. Particular attention is given to the production of actuators using low-boiling point liquids. Additionally, textile-based sensors are used for feedback to ensure the system is entirely textile-based. The final section also covers the calibration of an existing sensor that has not been used in any real-world applications, providing a method for its use in other applications. In actuators using low-boiling point liquids, silver-coated nylon threads and steel wires are used for heating. However, since a technique for cooling these systems has not yet been developed, control applications are limited to on-off control. Nevertheless, even with the system's inherent delay and the limited control to on-off control, success has been achieved due to the careful selection of appropriate liquids, which are sufficient for periodic massage applications that do not require rapid responses. It is anticipated that this study, which has received national and international awards, will continue to be developed after this thesis. With the future development of cooling techniques, it is expected that different applications will be realized.
Benzer Tezler
- Textile-based soft robotics for active assistance and rehabilitation
Aktif destek ve rehabilitasyon için tekstil tabanlı yumuşak robotikler
AYŞE FEYZA YILMAZ
Doktora
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ATALAY
PROF. DR. FATMA KALAOĞLU
- 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
- Eldeki kas hastalıklarının tedavisi için tekstil tabanlı yumuşak aktüatör geliştirilmesi
Development of textile-based soft actuator for the treatment of muscle diseases at hand
ELİF DEDE
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Polimer Bilim ve TeknolojisiMarmara ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE DİLARA KOÇAK
DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLI TUNÇAY ATALAY
- Development of textile-based resistive pressure sensing socks in diabetes mellitus for early detection of DFU
Şeker hastalarında diyabetik ayak ülseri erken tespiti için tekstil bazlı rezistif basınç algılayıcı çorapların geliştirilmesi
ABDULLAH ÖMER TOSUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ATALAY
- Metal infiltre edilmiş mikro poroz karbon kompozitlerin aşınma ve sürtünme davranışının karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
GÜLTEKİN GÖLLER
Doktora
Türkçe
1997
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN TEKİN