Myoelektrik protezin sağlam ele dokunsal geribildirimi için deneysel tasarım
Experimental design for a tactile feedback of myoelectric prosthesis to the sound hand
Yazar: LUAI ALHALLAAK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET KÜRŞAT YALÇIN
Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon = Physical Medicine and Rehabilitation

Özet:
Bu tez, üst ekstremite amputelerinin günlük aktivitelerinde protezlerinin haptik geri bildirim eksikliğinden kaynaklanan zorlukları ele almaktadır. Fonksiyonelliklerini artırmak için başparmak, işaret parmağı ve orta parmak için 3RRS (Revolut - Revolut - Sferik) sistemlerini kullanan bir haptik geri bildirim ünitesi tanıtıyoruz. Çift Arduino Nano tarafından kontrol edilen ünite, kullanıcı tarafından uygulanan kuvvetleri algılamak için kuvvet duyarlı dirençler kullanır ve 3RRS aktüasyon sistemi aracılığıyla algılanan kuvvetlerin gerçek zamanlı karşılaştırılmasını ve transferini sağlar. Çalışmamız, farklı kullanıcıları, nesne şekillerini (düz, küresel, dairesel, silindirik) içeren verileri analiz eder. Sinyal desenleri ve şiddetleri değişen derecelerde benzerlik gösterir, kullanıcı davranışı, nesne özellikleri ve sistem tepkisi arasındaki etkileşimi vurgular. Bu bulguları artırarak, öznel kullanıcı geri bildirimleri incelenmiştir. Bu tez, üst ekstremite protezlerinde önerilen algılama-aktüasyonlu haptik sisteminin uygulanabilirlik ve etkililiğini değerlendirmeyi amaçlar. Bu çalışma, protezlerde haptik geri bildirimin ilerletilmesine katkıda bulunarak kullanıcı etkileşimini artırma ve yaşam kalitesini iyileştirme potansiyeli sunmaktadır.

Anahtar Sözcükler: Protez, Üst ekstrmiteler, Dokunsal geri bildirim, 3RRS, 2DoF, Miyoelektrik, elektronik mühendisliği.

Abstract:
This thesis addresses the challenges faced by upper limb amputees in their daily activities due to the lack of haptic feedback of their Prostheses. To enhance their functionality, we introduce a haptic feedback unit that utilizes 3RRS (Revolute – Revolute - Spherical) systems for the thumb, index, and middle fingers. Controlled by dual Arduino Nanos, the unit employs force-sensitive resistors to detect user-applied forces, enabling real-time comparison and transferring of sensed forces through 3RRS actuation System. Our study analyzes data encompassing diverse users, object shapes (flat, spherical, circular, cylindrical). Signal patterns and amplitudes exhibit varying degrees of similarity, highlighting the interplay between user behavior, object properties, and system response. Augmenting these findings, subjective users' feedback was investigated. The thesis aims to assess the feasibility and efficacy of the proposed sensing-actuating haptic system in upper limb prostheses. Additionally, it evaluates this system against a simpler 2 Degrees of Freedom (2DoF) design. Through these investigations, this work contributes to advancing haptic feedback in upper limb prosthetics, providing potential avenues for enhanced user interaction and improved quality of life. 
 
Keywords: Prosthetic, Upper limbs, Haptic feedback, 3RRS, 2DoF, Myoelectric, electronic engineering.