İnsan hareketinin modellenmesi ve benzeşiminde temel bileşenler analizi yönteminin kullanılması
Using principal component analysis in modelling and simulation of human movement
Yazar: MURAT ÇİLLİ
Danışman: Y.DOÇ.DR. SERDAR ARITAN
Hacettepe Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Spor Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Spor = Sports

Özet:
İnsan hareketlerinin analizi ve tanımlanmasındaki zorluk insanvücudundaki yüksek serbestlik derecesinden ve büyük boyutlardaki veri setlerindenkaynaklanmaktadır. Bu nedenle hareket yapılarının sayısal olarak ifade edilmesi veanlam kazandırılmasında yeni yaklaşımlar denenmektedir. Bir çok farklı disiplinlercesıklıkla kullanılmasına rağmen, hareket yapılarına ait kinematik verilerinincelenmesinde henüz TBA kullanımı çok yenidir. Bu çalışmada farklı hareketyapılarında konum bilgilerine TBA tekniği uygulanarak, kinematik veri setlerininboyutlarının indirgenmesi ve belirlenen temel bileşenlerin incelenmesiamaçlanmıştır. Koşu, atma, atlama, ayakla topa vurma, ağırlık kaldırma ve cimnastikgibi temel hareket tiplerinde konum bilgileri ile temsil edilen anlık duruşlardanoluşan kinematik veri setlerine TBA uygulanmıştır. Hareketin yapısıkarmaşıklaştıkça ilk tb' nin toplam varyantsa temsil ettiği oranın azaldığı, bununyanında incelenen tüm hareket tiplerinde ilk 8 tb' nin hareket yapılarının yaklaşık%98' ini temsil edebildiği belirlenmiştir. Döngüsel yapıdaki hareketler arasında yeralan farklı hızlardaki koşu hareketinde temel bileşenlerin davranışlarının periyodikifadeler kullanılarak modellenebildiği ve ilk 4 tb' nin ağırlıklı doğrusal toplamları ileifade edilen insan koşusu modellerinin orijinal veriler ile uyumlu sonuçlarüretebildiği gözlenmiştir. İnsan hareketlerinin analizinde bu türden yeniyaklaşımların önemli katkılar sağlayacağı düşünülmektedir. Koşu hareketinde olduğugibi daha fazla sayıdaki bireye ve farklı durumlara ait hareket yapılarına ait verilerdebelirlenen tb' lerin, cinsiyet, koşu hızı, yorgunluk, fiziksel yapı, sakatlık, tekniğindüzgünlüğü vb gibi farklı durumlara bağlı olarak sınıflama, analiz, teşhis,karşılaştırma yada hareket durumları arasında harmanlama yapılabilmesine olanaksağlayacağı düşünülmektedir.Anahtar Kelimeler: Temel Bileşenler Analizi, İnsan hareketi benzeşimi, İnsanhareketi modellenmesi.

Abstract:
The difficulty in the analysis and description of human movements lies in the high degree of freedom inhuman body and the large amounts of data sets. Therefore new approaches are beingtried for the numerical representation and meaning of movement structures. Inspiteof having been widely used in many different disciplines, the use of PCA in theinvestigation of kinematics data of movement structures is very new. In this study, itis aimed to decrease the dimensions of kinematics data sets and investigate on thedetermined principle components by applying PCA technique to positioninformations on different movement structures. PCA has been applied to kinematicsdata sets derived from immediate positions represented by the position informationsin the basic movement types such as running, throwing, jumping, hitting the ball withfoot, weight lifting, and gymnastics. It has been determined that as the structure ofthe movement gets complex, the ratio of the first PC represented in the total variancedecreases, meanwhile in all the movement types the first 8 PCs can representapproximately 98% of the movement structures. It has been observed that in therunning movement with various velocities that takes part in circular structuremovements, the behaviours of the the principal components can be modelled byusing periodical expressions and the human running models expressed by the first 4PCs?s weighted linear sums can produce results that are in a good agreement withthe original data. It is thought that this type of new approaches will importantlycontribute in the analysis of human movements. As in the running movement, thePCs identified in the data belonging to larger amounts of individuals and variouspositions, can make it possible to classify, analyse, diognase, compare and collatebetween movement positions depending on different situations such as gender,running velocity, fatigue, physical structure, injury and well arrangement oftechnique.Keywords: Principal component analysis, Human movement simulation,Human movement modeling