Geri Dön

Electronics system integration and characterization of electronic skin for prosthetic applications

Electronics system integration and characterization of electronic skin for prosthetic applications

  1. Tez No: 877528
  2. Yazar: MUHAMMAD AWAIS
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. LEVENT BEKER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyomühendislik, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Bioengineering, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Koç Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomedikal Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 69

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

  1. 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

    İngilizce

    2022

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesi

    Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYHAN DEMİRİZ

  2. Elektronik tekstil tabanlı romatoid artrit rehabilitasyon eldiveni geliştirilmesi

    Development of a e-textile rheumotoid arthritis glove for rehabilitation

    NEŞE TOPCUOĞLU GÜRAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Endüstri Ürünleri Tasarımıİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. GÖZDE GÖNCÜ BERK

  3. 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

    İngilizce

    2019

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ARIK

  4. Optical characterization of collagen in solution by using double integrating sphere system

    Çift toplayıcı küre sistemi kullanılarak çözeltideki kolajenin optik nitelendirilmesi

    ZEYNEP İREM ÖZCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA İNCİ ÇİLESİZ

    PROF. DR. MURAT GÜLSOY

  5. Çinko nanotanecik içeren polimer nanokompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu

    Fabrication and characterization of polymer nanocomposite materials incorporated zno nanoparticles

    ALEV AKBAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SADRİYE KÜÇÜKBAYRAK OSKAY