Publication: Biyomekatronik kontrollü protez el tasarımı ve geliştirilmesi
Abstract
Bu çalışma, tek bir EMG sensörü üzerinden çeşitli miyoelektrik sinyal modelleri ile kontrol edilen bir protez el sunmaktadır. Tasarımın merkezinde, kas kasılma sinyallerini doğru bir şekilde düzenlemek ve hassas kavrama kontrolü sağlamak için kullanılan Dinamik Zaman Bükme (DTW) algoritması bulunur. Özellikle Türkiye'de doğal afetlerden etkilenen bireylerin ihtiyaçlarını karşılama odaklı geliştirilen bu protez, uygun maliyetli ve işlevsel bir çözüm sunmayı amaçlıyor. Tasarlanan prototip, DTW tabanlı hareket tanıma yoluyla açma, kapatma ve birçok farklı el herketlerini %92 başarı oranı ile elde edebildi. Simülasyon yazılımı (Siemens NX) aracılığıyla gerçekleştirilen yapısal analiz, cihazın tork çıkışının onu çeşitli kavrama görevlerine uygun hale getirdiğini doğruladı. Ön mekanik çerçeve PLA plastikten yapılmışken, son tasarımda dayanıklı bir titanyum yapı bekleniyor. Bu araştırma, lokal protez geliştirmenin öneminin ve gelişmiş algoritmaların, protez çözümleri gerektiren bireyler için işlevsellik ve erişilebilirliğin artırılmasındaki bir adımı temsil ediyor.
This study introduces a prosthetic hand controlled by various patterns of myoelectric signals over a single EMG sensor. Central to the design is the Dynamic Time Warping (DTW) algorithm, employed to accurately evaluate muscle contraction patterns and enable precise grip control. Developed with a focus on addressing the needs of individuals affected by natural disasters, particularly in Turkey, this prosthetic aims to provide a cost-effective, functional solution. The designed prototype was able to achieve opening, closing and many different hand gestures with a 92% success rate through DTW-based gesture recognition. Structural analysis conducted via simulation software (Siemens NX) confirmed the device's torque output, making it suitable for various gripping tasks. While the preliminary mechanical frame was constructed from PLA plastic, the final design envisions a durable titanium structure. This research takes a step forward towards the local prosthetic development and the role of advanced algorithms in enhancing functionality and accessibility for individuals requiring prosthetic solutions.
This study introduces a prosthetic hand controlled by various patterns of myoelectric signals over a single EMG sensor. Central to the design is the Dynamic Time Warping (DTW) algorithm, employed to accurately evaluate muscle contraction patterns and enable precise grip control. Developed with a focus on addressing the needs of individuals affected by natural disasters, particularly in Turkey, this prosthetic aims to provide a cost-effective, functional solution. The designed prototype was able to achieve opening, closing and many different hand gestures with a 92% success rate through DTW-based gesture recognition. Structural analysis conducted via simulation software (Siemens NX) confirmed the device's torque output, making it suitable for various gripping tasks. While the preliminary mechanical frame was constructed from PLA plastic, the final design envisions a durable titanium structure. This research takes a step forward towards the local prosthetic development and the role of advanced algorithms in enhancing functionality and accessibility for individuals requiring prosthetic solutions.