Electronics system integration and characterization of electronic skin for prosthetic applications
Electronics system integration and characterization of electronic skin for prosthetic applications
- Tez No: 877528
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. LEVENT BEKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Bioengineering, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Üst ekstremite amputasyonu, dokunma algısını önemli ölçüde bozar ve günlük aktiviteler üzerinde etkili bir rol oynar. Doğal işlevselliği yakından taklit eden protez bir cihaz elde etmek için, kullanıcılara nesnelerle etkileşim sırasında geliştirilmiş duyusal deneyimler sunmak kritiktir. Gerçek zamanlı olarak kullanıcının doğal deneyimlerini yansıtmak için, ideal üst ekstremite protezi, güçlendirilmiş duyusal geribildirim sağlamalıdır. Mevcut protezler, sınırlı duyusal yetenekleri nedeniyle önemli dokunsal geribildirim sunma konusunda zorluklarla karşılaşmaktadır. Burada, cildin duyusal özelliklerinden esinlenerek, üst ekstremite amputasyonu için kullanılan mikro fabrikasyon ve multiplex elektronik ciltten bahsediyoruz. Duyusal geribildirim yetenekleri için bir dizi aktuatörle birleştirilmiş olan bu elektronik cilt, kullanıcıların doğal deneyimlerini gerçek zamanlı olarak yansıtmak üzere tasarlanmıştır. Piezoelektrik-kapasitif sensörler kümesi, statik basınç, sıcaklık, titreşim ve doku tanımlayabilirken, içerilen aktuatörler cilt stimülasyonu aracılığıyla anında geri bildirim sunar. Üretilen sensör dizisi, 1 cm² bir alan içinde iki pikselin esnek bir yapısı ve kompakt bir tasarımına sahiptir. Bu sensör dizisi, insan cildinin en önemli dokunsal duyumları olan geniş bir basınç (0.5-10 kPa), sıcaklık (22-60 °C), titreşim (35-100 Hz) ve doku (2.5-45 Hz) aralığını algılayabilir. Elektronik cilt, bir protez parmağına yerleştirilmişken, aktuatörler insan gönüllülerinin bileklerine yerleştirilmiştir. İnsan katılımcıları, sistemin olasılık testlerine katıldı ve performansı istatistiksel yöntemler kullanılarak nicel olarak değerlendirildi. Multiplex sensörlerin ve aktuatörlerin entegrasyonu, geliştirilmiş dokunsal geribildirim sağlama ve üst ekstremite amputasyonu olan bireylerin yaşam kalitesini artırma konusunda yeni olanaklar sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Upper limb amputation significantly disrupts tactile perception, having a crucial impact on daily activities. For attaining a prosthetic device that closely mimics natural functioning, it is crucial to provide users with enhanced sensory experiences during interactions with objects. Through sensory feedback, the ideal upper limb prosthesis must provide real-time mirroring of the user's natural experiences. Current prostheses face challenges in delivering substantial tactile feedback due to their limited sensory capabilities. Here, inspired by the sensory characteristics of the skin, we describe a micro-fabricated and multiplexed electronic skin that is combined with a suite of actuators for sensory feedback capabilities, and employed for upper limb amputation. The set of piezoelectric-capacitive sensors can identify static pressure, temperature, vibration, and texture, while the incorporated actuators offer instantaneous feedback through skin stimulation. The fabricated sensor array has a flexible structure and a compact design of two pixels inside a 1 cm2 footprint. This array of sensors is capable of detecting a wide range of pressure (0.5-10 kPa), temperature (22-60 °C), vibration (35-100 Hz), and texture (2.5-45 Hz) which are the most important tactile sensations of the human skin. The electronic skin is affixed to a prosthetic finger, while the actuators are positioned on the wrists of the human volunteers. Human participants participated in feasibility tests of the system, and its performance was quantitatively evaluated using statistical methods. The incorporation of multiplexed sensors and actuators introduces novel prospects for delivering improved tactile feedback and enhancing the quality of life for individuals with upper limb amputation.
Benzer Tezler
- A production system investigation on nanomanufactured sensors: Direct transfer manufacturing of flexible sic NW-net uvpds
Nano-imalat sensörler üzerine bir üretim sistemleri soruşturması: Esnek sic nanotel-ağ UV fotodetektörlerin doğrudan transferle imalatı
MUHAMMED ŞAMİL ÖNDER
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN DEMİRİZ
- Giyilebilir elektronik ve sağlık izleme için polivinilidenflorür esaslı sensörlerin geliştirilmesi
Development of polyvinylidenefluoride based sensors for wearable electronics and health monitoring
SEÇİL PEKER ADIGÜZEL
Doktora
Türkçe
2025
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEVRA ERCAN
- Elektronik tekstil tabanlı romatoid artrit rehabilitasyon eldiveni geliştirilmesi
Development of a e-textile rheumotoid arthritis glove for rehabilitation
NEŞE TOPCUOĞLU GÜRAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÖZDE GÖNCÜ BERK
- Frekans seçici yüzeyler (FSY) ile duyarlılığı iyileştirilmiş mikroşerit yama antenli hibrit yakın alan glikoz tespit sensörü tasarımı
Design of a hybrid near-field glucose sensing sensor based on a microstrip patch antenna with sensitivity enhancement using frequency selective surfaces (FSS)
UMUT KÖSE
Doktora
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT KARTAL
- A novel approach for identification of thermal and optical characteristics for the active layer of high power photonic devices
Yüksek güçlü fotonik sistemlerin aktif katmanının termal ve optik özelliklerinin karakterizasyonu için yeni bir yaklaşım
AHMET METE MUSLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
EnerjiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ARIK