13 Ekim 2013 Pazar

Healthy Human Gait Analysis - SAĞLIKLI İNSAN YÜRÜYÜŞ ANALİZİ

Hamza Öztaş Share:
Bu proje ATILIM ÜNİVERSİTESİ  Mekatronik Mühendisliği Bölümü 2012-2013 MECE 407-408 LAP ( Lisans Araştırma Projesi) Proje kapsamında yürütülmüştür. Bu bildiride sağlıklı insan yürüyüşü gözlemlenmiş, elde edilen verilerin analizi yapılmış ve geçmiş yıllardaki çalışmalar da incelenerek sağlıklı insan yürüyüşü karakterize edilmek istenmiştir. Deneylerde görev alan deneklerin tamamı Atılım Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği Bölümü öğrencileri arasından seçilen gönüllülerden oluşmuştur. Deneklere kalça, diz, ayak bileği ve parmak ucuna birer adet işaretleyici (marker) yerleştirilerek koşu bandı üzerinde farklı hızlarda yürütülmüştür. Deneyler yüksek hızlı kamera ile kaydedilmiş, TEMA Motion programında analiz edilmiştir. Buradan elde edilen veriler Matlab programı üzerinde matrisler halinde tanımlanarak her bir deneyin yürüyüş grafikleri elde edilmiştir. Daha sonra bu grafikler Matlab yazılım üzerindeki eğri uydurma yöntemi kullanılarak sağlıklı insan yürüyüşünün modellenmesi üzerinde çalışılacaktır. Projemiz Atılım Üniversitesi tarafından 4.sü gerçekleştirilen "Ulusal Mekatronik Mühendisliği Öğrenci Kongresi (MeMÖK 2013)" te ben Hamza Öztaş ve Çağatay arkadaşımla birlikte kongrede sunumunu yapılmıştır.

Proje Grubu;
  • Hamza Öztaş
  • Bekir Arslan
  • İlker Mehmet Akkaya
  • Hamza Oğuz
  • Çağatay doğdu


Projenin Amacı 

Sağlıklı insan yürüyüşünün analizi için gerekli laboratuvar tasarımı ve mevcut malzeme ve düzenekler kullanılarak örnek deneylerin yapılmasıdır. Bu deneylerde farklı kilo, yaş ve boya sahip deneklerin koşu bandı üzerinde farklı hızlarda yürütülerek yüksek hızlı kamera ile video çekimi yapılmaktadır. Deneyler yüksek hızlı kamera ile kayda alınmış ve TEMA Motion yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. Bu deneylerden elde edilen veriler de kullanılarak genel bir yürüyüş karakteristiğinin elde edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda TEMA Motion yazılımı aracılığı ile elde edilen ayrık veriler kullanılarak Matlab programı ile genel bir yürüyüş karakteristiği ortaya konulmaya çalışılmıştır.

Kullanılan Ekipmanlar
  • İşaretleyici (marker)
  • Koşu Bandı
  • Yüksek hızlı kamera
  • TEMA Motion Yazılımı
  • MatLAB

Image Hosted by ImageShack.us


Deneklerin kalça, diz, ayak bileği ve parmak ucuna olmak üzere toplamda 4 adet işaretleyici yerleştirilmiştir. Üzerine 4 adet işaretleyici yerleştirilen bu denekler koşu bandı üzerinde  3 (km/h), 4 (km/h) ve 5 (km/h) olmak üzere 3 farklı hızda yürütülerek 125 fps ve 1/250 perde hızında yüksek hızlı kamera ile kayıt edilmiştir. Burada 4 adet işaretleyici kullanılmasının sebebi yukarıdaki resimde gördüğünüz üzere deneğin  diz ve ayak bileği bölgesindeki açı değişimlerini TEMA Motion yazılımında hesaplaya bilmemiz için en az 4 tane noktaya ihtiyacımızın olmasıdır.


Koşu Öncesi İşaretleyicilerin Yerleştirilmesi




Image Hosted by ImageShack.us


Image Hosted by ImageShack.us

Yüksek hızlı kamera ile kayıt edilen deneklerin görüntüleri TEMA Motion yazılımında analiz edilmek üzere kullanılır. Peki bu nasıl analiz nasıl gerçekleşmektedir? İlk olarak denek üzerindeki işaretleyicilerin yakalanmasıyla linkler oluşturulur. İşaretleyicilerin yakalanması işlemi aşağıdaki resimde de gördüğünüz gibi basit ve kullanımı kolay bir arayüze sahip olan TEMA Motion yazılımında çok kolay bir şekilde gerçekleşmektedir.

Image Hosted by ImageShack.us

Yazılım arayüzü üzerinde çeşitli kısayollar mevcuttur, bu kısayolları kullanarak isteğimiz sayıda nokta ve açı ekleyebiliyoruz. Bu nokta ve açılar eklenerek aşağıdaki resimlerde gördüğünüz gibi denek üzerinde hesaplama işlemini yapmak için linkler oluşturulur ve çalıştır'a tıkladığımızda istediğimiz zaman aralığına kadar diz ve ayak bileği bölgesindeki açıların zamana bağlı olarak açısal hız ivme değerlerini hesaplayıp discrete değerler olarak farklı formatlarda dış ortama aktarabiliriz. İşaretleyicilerin yakalanması, linklerin oluşturulması ve hesaplama işlemlerinin daha iyi anlamak için sayfa sonundaki video'yu izleyebilirsiniz.


  • TEMA Motion yazılımı ile ilgili dokümanları indirmek için buraya tıklayın,

Image Hosted by ImageShack.us

Image Hosted by ImageShack.us


Image Hosted by ImageShack.us

Image Hosted by ImageShack.us

Image Hosted by ImageShack.us

Sonuç
Sonuç olarak yapılan deneyler sonucunda boy farkları 5 cm ve üzerinde olan deneklerin yürüyüş sinyal çıktıları arasında bariz adım farkları gözlemlenmiştir. Daha uzun ve kısa deneğe ait açısal hızlar incelenmiş, bu iki sinyal üzerinde eğri uydurma yöntemi kullanılarak genel bir yürüyüş karakteristiği elde edilmiştir. Deneklerin boy, kilo ve yaş kriterlerine bağlı olarak ayaklarını aynı anda yerden kaldırmalarına rağmen ayakların havada kalma süreleri, ulaştığı yükseklikler ve yere inme sürelerindeki farklılıkları göstermektedir. Boyu daha kısa olan denekte, ayağın yere inmeye başladığı anda boyu daha uzun olan deneğin henüz iniş pozisyonuna ulaşmadığı fark edilmiştir. Örnek olarak aralarında 5 cm fark olan iki deneğin 3 (km/h) ‘teki yürüyüş sinyalleri Matlab yazılımı kullanılarak karşılaştırılmış ve aynı boyda olan iki denek arasında ise daha fazla kilolu olan deneğin adımlarının ve ayaklarının havada kalma sürelerinin daha kısa olduğu gözlemlenmiştir. 

Teşekkür
Bu araştırma, MECE 407-408 Lisans Araştırma Projeleri I-II dersleri kapsamında gerçekleştirilmiş ve Atılım Üniversitesi tarafından desteklenmiştir (Proje No: ATÜ-LAP-A-1213-01). Proje çalışmalarımıza verdikleri katkılardan dolayı Atılım Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği bölümü Öğretim görevlisi Dr. Aylin Konez EROĞLU, Atılım Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği bölümü Araştırma görevlisi Cahit GÜREL, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü Öğretim Görevlisi Yardımcı Doç. Dr. Ergin Tönük / ODTÜ Biyomekanik Araştırma Laboratuvarı Koordinatörü ‘ne teşekkür ederiz. 

Laboratuvarımız ve Kullanmış olduğumuz Ekipmanlar

Image Hosted by ImageShack.us

Image Hosted by ImageShack.us

Image Hosted by ImageShack.us

Image Hosted by ImageShack.us

Image Hosted by ImageShack.us

Image Hosted by ImageShack.us

Image Hosted by ImageShack.us


Image Hosted by ImageShack.us

Image Hosted by ImageShack.us


Tarafından Yayınlandı >> Hamza Öztaş

Hamza Öztaş'ı google plus'ta takip etmek için Google'a tıklayın;
Google+.

0 yorum:

Get Updates in your Email
Complete the form below, and we'll send you our best of articles.

İletişim

© >> |
TOP