Hipoterapi için kinematik analize dayalı 3 boyutlu modelleme ve simulasyon
3D modeling and simulation based on kinematic analysis for hippotherapy
Yazar: BILLAL ADOUM OURADA
Danışman: DOÇ. DR. UĞUR FİDAN
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Bu tez çalışmasında anotomisi insan anatomisine benzeyen atların doğal yürüyüşlerinin (Normal, Kenter ve Tırıs), Kinovea ortamında görüntü işleme teknikleri ile kinematik analizlerinin belirlenip Solidworks ortamında 3B katı modelleri çıkartılmıştır. Çıkarılan katı modellere hareket yeteneğinin kazandırılması Matlab-SimMechanic platformunda hazırlanmış olan simülasyon yazılımı ile sağlanmıştır. Görüntü işleme ve simülasyon sonucunda elde edilen bulgular kıyaslanarak hareketlerin geliştirilen bir sisteme aktarma başarımı değerlendirilmiştir. Ulusal ve uluslararası yapılan literatür çalışmalarında katı modellerin modellenmesi, simülasyonu ve analizinin bilgisayar destekli ortamlarda gerçekleştirildiği gözlemlenmiştir. Geliştirilen katı modellerin biyomimetik analizleri için Matlab-SimMechnics aracı literatürde tercih edilmiş ve sistemlerin kontrolü sağlamak için kinematik analizler yapılmıştır. Geliştirilen sistemlerin performans değerlendirilmesi için görüntü analizi yöntemi kullanılmıştır. Ancak bu çalışmalarda biyomimetik analizlerinin başarım oranları verilmediği gibi matematiksel denklemleri de belirtilmemektedir. 

Bu çalışmada tasarım ve yapım aşaması maliyetli olan biyomimetik sistemleri, fiziksel olarak gerçekleştirmeden önce denenmesine olanak sağlayan bir sistemin geliştirilmesi amaçlanmıştır. Biyomimetik analizlerinin Matlab ortamında matematiksel denklemleri çıkarıldıktan gerçek sistemde denenmiş ve başarım oranları hesaplanmıştır. Geliştirilen sistem ile eklem açıları, doğru konuma ulaşma becerileri ve hareket yapabilme yeteneğini analiz edilmiş olup hareketlerin gerçekleştirilmesi için gereken matematiksel denklemlerin nasıl çıkarılabileceği gösterilmiştir. Sonuç olarak, geliştirilen sistemden edinen bilgiler formülize edilerek elde edilen denklemler ile farklı canlı gruplarının hareket analizi, simülasyonu ve kontrolü için bir tasarım süreç modeli sunulmuştur.

Abstract:
In this thesis study, natural gait (Normal, Kenter and Trot) of horses whose anatomy is similar to human anatomy were determined using image processing techniques and kinematic analysis in Kinovea environment and then 3D solid models were extracted in Solidworks environment. Gaining the motion capability to the extracted solid models is provided by the simulation software prepared on the Matlab-SimMechanic platform. The performance of transferring movements to a developed system was evaluated by comparing the findings obtained as results of image processing and simulation. From the national and international literature studies, it has been observed that modeling, simulation, and analysis of solid models are carried out in computer-aided environments. Matlab-SimMechanics tool was preferred in the literature for biomimetic analysis of the developed solid models and kinematic analyzes were performed to control the systems. The performance evaluation of the developed systems was performed using image analysis method. However, in these studies, the performance rates of biomimetic analyzes are not given and their mathematical equations are not specified.
This study aims to develop a system that enables testing of biomimetic systems, which are costly in the design and construction stages, before being physically implemented. Biomimetic analyzes were assessed on the real system after mathematical equations were derived in the MATLAB environment and performance rates were calculated. With the developed system, joint angles, the ability to reach the correct position, and the ability to move were analyzed, and it was demonstrated how mathematical equations required for the execution of movements could be derived. As a result, a design process model for motion analysis, simulation and control of different living groups was presented with the equations obtained by formulating the information obtained from the developed system.