Akademik Veri Yönetim Sistemi
Hocaoğlu E. (Yürütücü), Yüksel Durmaz Y.
TÜBİTAK Projesi, 3501 - Ulusal Genç Araştırmacı Kariyer Geliştirme Programı, 2020 - 2024
Dünya Sağlık Örgütünce yapılan araştırmalara göre, dünya üzerinde üst ekstremite ampüte bireylerinin yarısı kadarı protez hizmeti alırken, bu grubun da sadece yarısı kadarı istikrarlı olarak protez kullanımını sürdürebilmektedir. Kullanım oranındaki düşüşün önde gelen sebepleri arasında doğal kontrol arayüzünden yoksun olan bu protezlerin günlük aktivitelerin gerçekleştirilmesi sırasında kullanımlarının kolay ve elverişli olmayışları, ve buna rağmen piyasada yüksek fiyatlarla satışa sunulmaları yer almaktadır. Belirtilen problemin çözümüne yönelik olarak bu çalışmada kişiye doğal kontrol arayüzüne sahip, düşük maliyetli, esnekliğini tutulan objenin niteliğine göre doğal olarak değiştirebilen, kişinin ihtiyacına özel ölçülerde üretilebilen, el protezinin tasarımı, prototip üretimi, deneysel değerlendirmelerinden bahsedilecektir.
Önerilen akıllı el protezi, akıllı malzemelere sahip parmak tasarımı sayesinde istenilen esneklik (empedans) değişimini herbir parmağa ait falanksa kolaylıkla aktarabilir, böylelikle insanın el yapısındaki esneklik değişimini taklit edebilen teknolojisiyle çevreye kolaylıkla uyum sağlayabilir, değişik esneklik seviyesine (yumuşak, az sert, sert gibi) sahip objeleri yüksek başarıyla tutabilir. Önerilen akıllı el protezi aynı zamanda, tendon ile sürülebilen, eksik eyleyicili ve çevreye uyumlu parmaklara sahip olması sayesinde piyasadaki protezlere kıyasla değişik geometrideki objelere kolaylıkla adapte olabilen, düşük maliyetli, gürbüz ve hafiflik özellikleriyle ön plana çıkmaktadır. Esnek üretim imkanları sunan makineler sayesinde oldukça düşük maliyetle ampüte bireyin gerek konforuna gerekse estetik beğenisine yönelik ihtiyaçları gözetilerek üretilebilir.
Günümüzde ticari el protezlerinin kontrol şekli insanın doğuştan itibaren öğrenmiş olduğu kontrol mimarisinden oldukça farklıdır. Ampüteler, uzun öğrenme sürecine gereksinim duyan arayüzleri sebebiyle bu protezleri kullanmayı terk etmektedirler. Önerilen el protezinde insan-makine arayüzünde kullanılan yüzey elektromyografi (yEMG) sinyali, ticari protezlerdeki kompleks algoritmalardan veya kullanıcı eğitimlerinde gösterilen basit ama doğal kontrol mimarisinden uzak uygulamalardan oldukça farklı olarak, yenilikçi bir kontrol arayüzünde işlevini gerçekleştirmek üzere yer alır. Doğal insan-makine arayüzü olarak nitelendirdiğimiz, yEMG sinyali üzerinden uzaktan empedans kontrol mimarisiyle, ampüte birey protezin empedansını günlük aktivitenin ihtiyacına yönelik olarak kontrol edebilecektir. El protezinin empedans değişimi ampüte bireyin canlı kas grubundan algılanan yEMG sinyalleri tarafından doğal ve otomatik olarak kontrol edilirken, pozisyon değişimi ise ön kol altında (el ampütasyonları için) veya göğüs ve omuz altında (transradial ampütasyonlar için) yer alan kas gruplarından algılanan yEMG sinyalleri aracılığıyla ampütenin istemine bağlı olarak kontrol edilir. Böylelikle, önerilen arayüz sayesinde empedans kontrolü için vücudun sağlam kısımlarına müdahale edilmemiş ve ampüte için kullanım kolaylığı sağlanmış olacaktır.
Önerilen doğal kontrol arayüzüyle kontrol edilen, değişken esnekliğe sahip akıllı el protezi, ampütelerin günlük aktivitelerini yüksek bir kabiliyetle gerçekleştirmesi ve yaşam standartlarını iyileştirmesi yönünden umut vaadedici bir tasarım niteliğindedir.
Önerilen sistemin özgün değer ve özgün katkı sağlayacak olan özellikleri aşağıdaki gibi özetlenebilir: