Pnömatik yapay kasların rehabilitasyon amaçlı kullanımı için kontrol sistemi tasarımı
Pnömatik yapay kaslar (PYK), yüksek kuvvet/ağırlık oranı, bakım kolaylığı, düşük maliyet, esnek yapı gibi pek çok avantaja sahip aktüatörlerdir. Bunların yanı sıra insan kasına benzer çalışma yapısı sayesinde rehabilitasyon cihazları için özellikle uygun görülmektedir. Ancak pnömatik yapay kasların, sahip oldukları doğrusal olmayan özelliklerinden dolayı kontrol edilmesi oldukça zordur.
Bu tez çalışmasında, pnömatik yapay kasın kullanımını kısıtlayan nonlineer kontrol problemini çözmek için kontrol sistemi incelemesi ve tasarımı yapılmıştır. PID, bulanık PID ve kayan kip kontrolü yöntemleri esas alınarak pnömatik yapay kasın rehabilitasyon amaçlı performansına göre tasarımlar yapılmıştır. Bu çalışmanın literatürden temel farkı, yaygın olarak kullanılan oransal valfler ve basınç regülatörler yerine, daha ekonomik olan ve pnömatik yapay kasın uyumlu çalışmasına imkân veren aç/kapa valfler için kontrol sistemleri tasarlanmasıdır. Tasarımlar PYK kontrol test düzeneğinde yer alan ve aç/kapa valfleri ile çalıştırılan pnömatik yapay kaslar üzerinde deneysel olarak değerlendirilmiştir. Deneysel sonuçlara göre, modelden bağımsız Sugeno tipi kombine bulanık PID kontrolörü, pnömatik yapay kasların (PYK) rehabilitasyon amaçlı kullanımı için basit ve etkili bir çözüm olarak en başarılı performansı vermiştir.
Anahtar kelimeler: Pnömatik Yapay Kas (PYK), PID Kontrol, Bulanık PID Kontrol, Kayan Kip Kontrolü
Analiz ve proses takip çalışmaları için ultrasonik cihaz tasarımı ve üretimi
Yazar: CEMİL KESKİNOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET AYDIN
Yer Bilgisi: Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı, 2019
Ultrason teknolojileri günümüzde başta medikal görüntüleme olmak üzere analiz ve proses takip çalışmalarında da yaygın şekilde kullanılmaktadır. Analiz çalışmaları, test edilmek istenilen örneğin bileşenlerinin ve bu bileşenlerin miktarının tespit edilmesinde, proses takip çalışmaları ise gerçekleşen işlemin hangi aşamada olduğu ve bu aşamanın etkilerinin anlaşılmasında büyük bir öneme sahiptir. Yapılan çalışmada analiz ve proses takibinde kullanılmak üzere bluetooth ile haberleşen bataryalı bir ultrasonik analiz cihazı ve cihazdan veri toplanmasını sağlayan bir bilgisayar yazılımı hazırlanmıştır. Ayrıca tasarlanan cihazla karışım analizi ve hücre çoğalma prosesi gibi deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar sunulmuştur. Tasarlanan cihazın kablosuz olarak bataryalı bir şekilde kullanılabilmesi ve ölçüm için ek bir donanıma ihtiyaç duymaması gibi avantajları, araştırmacıya mekandan bağımsız ve gözetimsiz olarak çalışma imkanı ve kullanım kolaylığı sağlamaktadır. Bu avantajlarına ek olarak, düşük maliyetli olması, çoklu sensör kullanımına izin vermesi ve noninvazif olarak uygulanabilmesi, tasarlanan cihazı analiz ve proses takip çalışmaları için kullanım esnekliği sağlayan önemli bir donanım haline getirmektedir.
Anahtar Kelimeler: Ultrason, Karışım Analizi, Proses Takibi, Noninvazif Ölçüm, Tümleşik Cihaz.
ICEO ile birleştirilmiş salınım akışlı bir mikromikserin performansının incelenmesi
Yazar: MEHMET MELİH TATLISÖZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇETİN CANPOLAT
Yer Bilgisi: Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı, 2018
Bu çalışmada, iki karıştırılabilen sıvı engelli mikrokanal boyunca salınımlı akış koşulları altında nümerik olarak incelenmiştir. Akışkan tipleri Newton tipi, power-law ve Carreau olarak tanımlanmıştır. Salınımlı akış ve mikroengeller ile karıştırma performansı arttırılabilmesine rağmen, istenilen uzunluk ve zamanda kabul edilebilir bir karışma verimi için indüklenmiş yük elektroosmosuna (Induced-Charge Electroosmosis – ICEO) ihtiyaç duyulmuştur. ICEO elektrotu, dikdörtgen kesitli mikroengelin üst yüzeyine tanımlanmıştır. Karışma indeksleri harici potansiyel fark büyüklüğü, mikroengel genişliği ve yüksekliği ile salınımlı akış frekansına bağlı olarak incelenmiştir. Akış çizgileri, çözünen türlerin dağılımı potansiyel farklara göre çizdirilmiştir. Son periyotta karışma performansları her potansiyel fark için ICEO elektrotunun genişliği ve yüksekliğine göre incelen-miştir. Salınım frekansı birkaç mikroengel genişliğinde ortalama karışma indeksi için gösterilmiştir. Kuvvetli ICEO girdaplarından ötürü harici potansiyel fark ile karışma veriminin arttığı gözlemlenmiştir. Fakat bu durum mikroengellerin varlığı ile geçerli değildir. Karışma indekslerinde dalga-lanmalar uzun ICEO elektrotu ile önemli ölçüde azaltılmıştır. Karışma indeksi 1Hz değerine dek artmış, sonrasında azalmıştır. Fakat mikroengel varlığında f=1Hz'e göre düşük frekans değerlerinde daha yüksek karışma indeksi elde edilmiştir. Sonuç olarak, doğru parametrelerin kullanımı ile Newton tipi ve Newton tipi olmayan akışkanlar için sırasıyla %99 ve %94 karışma indeksi başarı ile elde edilmiştir.
Derin öğrenmeli konvolüsyonel sinir ağları (deep learnıng convolutıonal neural network) kullanarak fotoğraftan trizomi 21(down sendromu) tespiti
Yazar: HATİCE KILINÇ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ CABBAR VEYSEL BAYSAL
Yer Bilgisi: Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Anabilim Dalı / Biyomedikal Mühendisliği Bilim Dalı, 2018
Down sendromu kromozomal bir bozukluktur, kişinin fiziksel görünümü etkilemektedir. Down Sendromunun teşhisi, kesin sonuç veren pahalıgenetik testlerin uygulanması ile gerçekleştirilmektedir. Bu nedenle uzmanlar, daha basit ve ekonomik olan fenotipteki fiziksel görünüm değişimlerini kullanarak teşhis koymaktadırlar. Bu çalışmanın amacı, fenotip değişimlerini kullanarak, fotoğraftan down sendromlu kişileri tespit edecek, yapay zekaya dayalı bir sınıflandırma ve karar destek sistemi oluşturmaktır. Çalışmada downlu kişilerle normal kişilerin fotoğraflarının s ı n ı flandırılması, Matlab-Alexnet yazılımı ilederin ö ğ renme yöntemi (CNN) kullanılarak yapılmıştır. Fotoğraf verisetleri internetten açık kaynak lisanslama ile elde edilmiştir. Resimlere gürültü eklenerek de performans testleri gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, hem e ğ itim, hem de performans analizi süreçlerinde, tasarlanan sistemin büyük oranda(%85-90 oranında) başarılı oluğu görülmüştür.
Rehabilitasyon amaçlı robotik kol ortezi için kontrol sistemi tasarımı
Yazar: ERKAN ÖDEMİŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. CABBAR VEYSEL BAYSAL
Yer Bilgisi: Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, 2015
Robotik kol ortezleri, motor-kas becerilerini kaybetmiş hastaların tedavisinde son 20 yıldır kullanılan ve tedavideki başarıları klinik çalışmalarla kanıtlanmış cihazlardır. Bu tez çalışmasında, çok-düzenli model tabanlı kontrolcü ile iki serbestlik derecesine sahip, insan kolu mekanik modeline uyarlanan bir robotik kol ortezi tasarımı yapılmıştır. Tasarım sonrası, robotik kol ortezinin ve bağlı olan insan kolu mekanik modelinin, benzetim ortamında uyumlu çalışması gerçekleştirilmiştir. Sistemin kontrolcüsü de "Destekleyici" ve "Zorlaştırıcı" rehabilitasyon düzenlerini içeren performans testlerinden geçmiştir. Tasarlanan ortez ve kontrolcü, gelecek çalışmalar için destekleyici sonuçlar vermiştir.
Yüzeyel EMG işaretlerini kullanarak gerçek zamanlı dirsek eklem açısının tahmini
Yazar: DURMUŞ ALİ EROĞLU
Danışman: YRD. DOÇ. DR. CABBAR VEYSEL BAYSAL
Yer Bilgisi: Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Anabilim Dalı, 2015
Yüzeyel Elektromiyografik işaret, girişimsel olmayan şekilde edinilmesi ve kullanıcının isteğiyle doğrudan ilişkili olması sebebiyle protez cihaz kontrolü için uygundur. Bu tez, biceps ve triceps kaslarından edinilen Yüzeyel EMG işaretlerinden gerçek zamanlı dirsek eklem açısının tahmini için bir algoritma sunar. Tezde geliştirilen algoritma ortalama mutlak değer, ortalama karekök ve dalga boyu gibi zamana dayalı öznitelik çıkarma yöntemleri kullanır. Çıkartılan yüzeyel EMG öznitelikleri kullanılarak yapay sinir ağları özellikle Çok Katmanlı Algılayıcı ve Genel Regresyon sinir ağı tarafından eklem açısı tahmini gerçekleştirilir. Tüm sistem gerçek zamanlı donanım düzeneğinde uygulandı ve test edildi. Sonuçlar, geliştirilen yöntemin protez kol cihazının pozisyon kontrolü için başarılı bir şekilde kullanılabilirliğini göstermiştir.
