Doğal afet sonrası canlı arama ve durum izleme için biyomimetik yaklaşımla modüler yılansı robot geliştirilmesi ve kontrolü
Development and control of a modular snake-like robot with a biomimetic approach for post-disaster search and condition monitoring
Yazar: GÖKHAN ÇETİN
Danışman: PROF. DR. SEZAİ TAŞKIN
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Doğal afetlerde ön tespit çalışmalarında teknolojik ekipman kullanımının oldukça sınırlı olması, insan iş gücüne olan ihtiyacın artmasına sebep olmaktadır. Bu durum afet yönetiminde insani duyguların da devreye girmesine yol açmaktadır. Bu durum bazı noktalarda çok yararlı bir özellik iken bazı durumlarda ise afet bölgesinde erişilebilir veya erişilemez noktalarda bulunan canlıların hayatlarını kaçınılmaz bir şekilde riske atabilmektedir. Riskli bölgelerde ön tespit çalışmalarında taşınabilir ve uzaktan kontrol edilebilir teknolojik ekipmanların yeterince kullanılamıyor olması arama-kurtarma ekiplerini de riske atabilmektedir. Diğer yandan afet bölgelerinde enkaz yığınlarının bazen öngörülemez ve asimetrik koşulları, arama-kurtarma ekiplerinin teknik kabiliyetlerini zorlaştırmakta ve bilinen teknolojik ekipmanların kullanımında da sınırlayıcı bir etki oluşturmaktadır. Tez çalışması kapsamında, afet bölgelerinde enkazda veya çökmek üzere olup enkazın ayakta kalan kısımlarındaki küçük boşluklardan ilerleyerek ön tespit çalışması yapabilecek, termal görüntüleme ve analiz yöntemlerini kullanarak afetzedenin konumunu ve mevcut durumunu kullanıcı arayüzü üzerinden arama-kurtarma ekibine iletecek bir biyonik yılan robot tasarımı geliştirilmesi hedeflenmiştir. Tasarımı gerçekleştirilen biyonik yılan robot, zorlu ortam koşulları göz önüne alınarak oluşturulmuş mekanik yapıya ve endüstriyel bilgisayar üzerinden kontrol edilen bir yazılıma sahiptir. Sekiz serbestlik dereceli olarak kinematik yapısı oluşturulan biyonik yılan robotun sürünme ve yanal hareket yapabilecek şekilde kontrol algoritması geliştirilmiştir. Bulanık mantık kontrol algoritmasında enkazın durumu; hasarsız, az hasarlı, orta hasarlı, şiddetli hasarlı, yıkılmış/çökmüş olarak etiketlenmiştir.

Abstract:
The limited use of technological equipment in preliminary detection efforts during natural disasters leads to an increased reliance on human labor. This dependency also introduces human emotions into disaster management processes. While this can be beneficial in some scenarios, it may also inevitably endanger the lives of individuals trapped in accessible or inaccessible locations within the disaster area. The inadequate utilization of portable and remotely controlled technological equipment in high-risk zones for preliminary detection also puts search and rescue teams at risk. Moreover, the unpredictable and asymmetrical conditions of debris in disaster zones often challenge the technical capabilities of search and rescue teams, imposing limitations on the use of conventional technological equipment. This thesis aims to develop a bionic snake robot designed to conduct preliminary detection operations in disaster areas by maneuvering through small gaps in the debris or in standing portions of collapsed structures. The robot is intended to utilize thermal imaging and analysis techniques to relay the location and condition of disaster victims to the search and rescue team via a user interface. The bionic snake robot, designed with consideration of challenging environmental conditions, features a mechanically robust structure and is controlled via industrial computer software. The kinematic structure of the robot, designed with eight degrees of freedom, enables both crawling and lateral movement. In the fuzzy logic control algorithm, the state of the debris is categorized as undamaged, slightly damaged, moderately damaged, severely damaged, or collapsed.