Theses supervised by Prof. Dr. Tülay Yıldırım

Automated insulin pump design based on probabilistic prediction algorithm

Insulin is a hormone secreted by the pancreas that regulates blood sugar in the body. Diabetes mellitus, also known as diabetes, occurs when the pancreas can not produce sufficient insulin for the body. Diabetes is a chronic disease and patients at advanced stages need to inject insulin externally at certain doses during the day. Artificial pancreas designs are aimed to measure these glucose levels and to control these levels by applying insulin to the required amount. Nowadays the systems consist of continuous glucose monitoring systems and automated insulin pumps. In this thesis, an automated insulin pump system is designed. In the system implemented, insulin injection is made to the patient at certain intervals during the day and records of injections made are kept. Thus, the patient's insulin intake is automatically monitored and patient follow-up is facilitated. The intelligent insulin pump realized is able to make injections by predicting and calculating insulin doses solely with the meal information given by the patient using a probabilistic prediction algorithm. In this system there is no need for patient to make blood glucose measurements for the bolus doses. Depending on the predicted and calculated insulin doses, insulin injection with the pump will be performed. In addition to this bolus dose, an injection of the basal insulin dose will also be performed during the day periodically according to the weight information of the patient.

Görsel uyaranlara karşı aktif beyin bölgelerindeki elektriksel aktivitenin incelenmesi

İnsan Bilgisayar Etkileşimi, özellikle insan gereksinimlerini karşılamak üzere, bilgi ve iletişim teknolojileri temelli mevcut sistemlerin daha kullanışlı hale getirilmesini ve değişen taleplere karşılık daha elverişli sistemler geliştirilmesini kapsayan multidisipliner bir çalışma alanıdır. Bilgisayar bilimi, kognitif bilimler ve insan faktörleri mühendisliği, İnsan Bilgisayar Etkileşimi'nin temelini oluşturan inceleme alanlarıdır. Görüldüğü üzere temelinde insanı, diğer adıyla kullanıcıyı ve kullanıcı beklentilerini hedef alan İnsan Bilgisayar Etkileşimi'nin en karmaşık parçası yeniden insan olarak karşımıza çıkar. İnsan Bilgisayar Etkileşimi, bilgisayar etkileşimli uygulama ve sistemlerin hayatın her alanında merkezcil bir rol üstlenmesi ile giderek önemli hale gelmektedir. Kullanıcı bazlı sistemlerin ve uygulamaların giderek yaygınlaşması, akademik yönden insana ait bilişsel ve zihinsel süreçlerin iyi seviyede anlaşılması gerektiğini göstermiştir. Bu alanda yapılan bilimsel çalışmaların önceliği ve önemi, mevcut sistemlere ve uygulamalara sağlayacağı katkı yönüyle daha belirgin hale gelmektedir. Görsel algılama, algı araştırmalarının büyük çoğunluğunu oluşturarak, hakkında en çok bilgi sahibi olunan algı türüdür. Görsel algılamanın zihinsel olarak nasıl meydana geldiği, bilgilerin bellek sistemlerinde nasıl işlendiği, insanın zihinsel kısıtlarının neler olduğu gibi sorulara yanıt olarak, bilimsel çalışmalar çok önemli bulgular ortaya koymaktadır. Ancak bu bulgular birçok değişkene bağlı çıktılar olduğundan birçok bilinmeyeni de beraberinde getirmiştir. Bu yüzden çözülmeyi bekleyen birçok yönüyle görsel algılama bilimsel çalışmaların ilgi odağı olmaya devam etmektedir. Görsel algılama kapsamında, yüzlerin algılanması ve tanınması zorlu ve karmaşık görsel süreçler barındırır. İnsan yüzü, ruh hali, yaş cinsiyet gibi bilgileri de yansıtan, herkesin aşina olduğu, çok boyutlu bir örüntüdür. Görsel algılama süreçlerinin incelenmesinde kullanılan insan yüzü içeren örüntüler, aynı zamanda biyolojik olarak en dikkat çeken görsel uyaranlardır. İnsan beyninin, insan yüzü içeren uyaranlara karşı belirli süreçler içinde seçici tepkiler verdiği Elektroensefalografi (EEG) kullanılan çalışmalar dahilinde gözlenmiştir. İnsan yüzünün algılanması ve tanınması sadece bilişsel sinirbilim alanında değil, bilgisayar görüsü, biyometrik çalışmalar gibi birçok araştırmaya konu olmuştur. Ancak halen daha insanların yüz tanıma konusundaki başarı oranını ve hassasiyetini bilgisayar sistemleri üzerinde yakalayabilmek, ulaşılması beklenen en üst seviyedir. İnsan Bilgisayar Etkileşimi kapsamında geliştirilen Beyin Bilgisayar Arayüzleri, kullanıcının zihinsel faaliyetleri ile bunların fizyolojik dışavurumlarını, beynin elektriksel aktivitesi sayesinde eşzamanlı kullanabilmektedir. Zihinsel süreçlerin ve beynin işleyişi hakkındaki bilgilerin detaylandırılması, Beyin Bilgisayar Arayüzleri'nin gelişimine katkı sağlayacaktır. Bu tez çalışmasında, birbirinden farklı kategorilere ait imgeler (objeler, çiçekler, hayvanlar vs.) ile birlikte insan yüzü içeren imgeler görsel uyaran olarak kullanılmıştır. İnsan yüzü içeren imgeler farklı uyaran kategorilerine dahil edilerek, parametrelere göre aşamalı adımlar içeren bir deney şablonu hazırlanmıştır. Bu sayede farklı uyaran sunumları içerisinde yer alan görsel uyaranlara karşı değişen ilişkili beyin yanıtları ve beyin bölgeleri incelenmiştir. Sinyal ve kaynak bazlı bu değişimlerin farklı parametreler (bellek sistemleri, yakınlık, cinsiyet vs.) temelinde incelendiği tez çalışmamız, yüz tanıma ve algılama alanında kullanılan yöntemlere bütünsel bir yaklaşım sunmaktadır.

Evolutionary algorithm based electronic circuit design automation

Together with the increase in electronic circuit complexity, the design and optimization processes have to be automated with high accuracy. Generally, optimization is a very difficult and time consuming task including many conflicting criteria and a wide range of design parameters. Therefore, fast and accurate evolutionary methods are being utilized for accommodating required functionalities and performance specifications in electronic circuit design automation area. Harmony Search and Differential Evolution algorithms are utilized for fast and optimal design of analog discrete and integrated circuit design having a fixed topology for a particular process technology. Simulation results indicate that these algorithms are very efficient methods for optimal component selection and sizing task in electronic circuit design automation. Since once programmed, no human intervention is required, the proposed method yields completely automated sizing of optimal circuits by means of both discrete and integrated design concepts.

3.3 v gerilimde çalışan beyaz eşya kontrol kartı tasarımı

Tüketici elektroniğinin ihtiyaçları doğrultusunda gelişen teknoloji ile birlikte devre elemanlarının geometrik olarak küçülmesi daha düşük besleme gerilimlerine olan gereksinimi arttırmıştır. 5 V?luk tasarımlar yerlerini, 3.3 V ve daha düşük besleme gerilimleri ile çalışan tasarımlara bırakmaktadır. 8-bit mikrodenetleyicilerde 3.3 V besleme gerilimine geçiş sürecinin başlaması ile beraber, 3.3 V besleme geriliminin beyaz eşya kontrol kartı tasarımı alanında avantajları, dezavantajları, maliyet ve güç tüketimi konuları üzerine çalışılması gerekliliği ortaya çıkmıştır. Bu tez çalışmasında 3.3 V besleme gerilimi ile çalışan prototip fırın kontrol kartı tasarımı yapılmış, süreç boyunca yapılan çalışmalarda elde edilen sonuçlar donanım tasarımı, güç analizi, maliyet analizi gibi başlıklarda incelenmiş ve 5 V?luk tasarımlar ile karşılaştırılmıştır. Bunlara ek olarak 3.3 V besleme geriliminde çalışan kontrol kartlarının tasarımında kullanılması muhtemel donanım blokları (beyaz LED sürme devresi, 5 V ve 3.3 V tasarımlar arası haberleşme devreleri gibi) incelenmiş, 3.3 V tasarımda karşılaşılabilecek problemler ve çözümleri üzerine araştırma yapılmıştır. Sonuç olarak yapılan çalışmaların detaylarının ve sonuçlarının yer aldığı bu tez çalışması oluşturulmuştur.

Ses analizi ile hastalık teşhisi

Akciğer hastalıkları günümüzde yaygın olarak görülmektedir. Bu hastalıkların teşhisinde öncelikli olarak oskültasyon yöntemi kullanılmaktadır. Oskültasyon yöntemi fiziksel muayene için doktorlar tarafından öncelikli olarak tercih edilen maliyeti düşük ve etkili girişimsel olmayan bir yöntemdir. Dinleme işlemi için klasik stetoskoplar ve elektronik stetoskoplar kullanılmaktadır. Akciğer hastalıklarının teşhisinde stetoskobun kullanılması basit ve ucuz bir yöntem olmasına rağmen hastalıkların doğru teşhisi tıbbi personelin oldukça deneyimli olmasını gerektirmektedir. Ayrıca insan kulağı düşük frekanslardaki sesleri duymakta hassas değildir. Bu yüzden karar vermede doktora yardımcı olacak sistemleri kullanmak önem taşımaktadır. Bilgisayarlı analiz yöntemlerinin solunum sesleri çözümlemesinde kullanılmaya başlanması, bu sorunlara bir çözüm getirmekte yoğun şartlarda çalışan bir doktora pratik olarak katkı sağlamaktadır.

Genetik algoritmalar ile radyal temelli fonksiyon ağlarının optimizasyonu

Yapay sinir ağları topolojisinin ağın performansına güçlü bir etkisi vardır, ancak optimalkonfigürasyonun bulunması önemli bir sorundur. Radyal Temelli Fonksiyon (RBF) ağlarındamerkezlerin yeri ve Gauss fonksiyonunun genişliği ağın performansı üzerinde kritik biröneme sahiptir. Merkezler ve saklı katman genişlikleri kromozamlara kodlanarak bu iki kritikparametrenin Genetik Algoritmalar (GA) ile optimizasyonu hedeflenmiştir.. Genetikalgoritma için uygunluk fonksiyonu test başarım oranıdır. Merkezlerin, veri kümesindeki satırdeğerleri olarak algılanması gereken bu yapıda optimize edilecek parametrelerin alabileceğimaksimum ve minimum değerler algoritmanın işlemesi sırasında belirtilmektedir. Algoritmaverilen sınır değerleri arasından en uygun çözümü bulmaya çalışmaktadır.Optimizasyon işlemi tiroid hastalığı, iris çiçeği, e.coli bakterisi, fetus gelişimi, cam (glass) velens veri kümeleri üzerinde denenmiştir. Çalışmanın en önemli avantajı, eğitme setinin küçükbir kısmı kullanılarak başarılı bir sonuç vermesidir. Her bir veri kümesinden az sayıda örnekalınarak ağlar eğitilmiş ve tüm veri kümesi ile test edilmiştir. Seçilen veri kümelerinin zorsınıflanan bir karakteristikte olmasına dikkat edilmiş, bu şekilde GA-RBF başarımı daha iyigözlenmiştir.Tüm simülasyonların Matlab 7 programıyla gerçekleştirildiği bu yaklaşımda, elde edilengrafikler ve karşılaştırmalı tablolar GA-RBF optimizasyonunun RBF yaklaşımından dahaüstün olduğunu ortaya koymuştur. GA algoritmasının çalışması uzun sürede gerçekleşse de,geniş ve zor sınıflanan veri kümeleri için daha cazip sonuçlar sunmaktadır. Simülasyonbölümünde ifade edilen sonuçlar ve karşılaştırmalar, önerilen yaklaşımın kabuledilebilirliğini açıkça ortaya koymaktadır.Anahtar kelimeler: Genetik Algoritmalar, Radyal Temelli Fonksiyon Ağları, MerkezSeçimi, Gauss Fonksiyon Genişliği

Elektromiyogram işaretlerinin yapay sinir ağları ile incelenmesi

Patern tanıma için optimum performanslı yeni YSA yaklaşımları ve donanımsal tasarımı

Gömülü bilgisayarlı elektronik stetoskop yapımı

Klasik stetoskop ile dinleme yöntemi (oskültasyon), günümüzde hastalık teşhisinde kullanılan oldukça yaygın bir yöntemdir. Fakat klasik stetoskop, zayıf yapısı nedeniyle birçok bilgiyi hekime aktaramamaktadır. Bu nedenle klasik stetoskubun aktaramadığı ve insan kulağının duyamadığı sesleri görme ve kaydetme isteği doğmuştur. Bu amaçla elektronik stetoskoplar geliştirilmiş ve hastalık teşhisinde bilgisayar tabanlı analiz yöntemleri kullanılmaya başlanmıştır. Bu tez çalışmasında gömülü bilgisayarlı elektronik stetoskop yapılmıştır. Günümüzde yaygın olarak kullanılan standart tek kanallı elektronik stetoskoplardan farklı olarak aynı anda kalp ve solunum seslerinin alınmasına olanak sağlayan 6 kanallı kablosuz bir elektronik stetoskop gerçeklenmiştir. Çalışmada tasarlanan stetoskop ile kanallardan alınan ses verileri eş zamanlı olarak analog sinyal işleme biriminde sırasıyla mikrofon sürücü, ön yükselteç, alçak geçiren süzgeç, yüksek geçiren süzgeç, sürücü yükselteci ve DC seviye belirleyiciden geçmektedir. DC seviye belirleyicinin çıkışından alınan ses verileri gömülü bigisayarda dâhili olarak bulunan analog sayısal dönüştürücü ile sayısallaştırılmaktadır. Burada gömülü bilgisayar sayısallaştırdığı ses verilerini TCP/IP protokolü üzerinden sunucuya göndermekte ve sunucu ise aldığı verileri anlık olarak veritabanına kaydetmektedir. Veritabanına kaydedilen veriler, eş zamanlı olarak C sharp dili kullanılarak yazılan masaüstü ve ASP.Net ve C sharp dilleri kullanılarak yazılan WEB uygulaması üzerinden T.C. kimlik numarası kaydedilerek görüntülenebilmektedir. Bunun yanı sıra kaydedilen veriler istenildiği zaman masaüstü veya WEB uygulaması üzerinden indirilebilmekte ve MATLAB GUI'de yazılmış program aracılığı ile görüntülenebilmektedir. Program ayrıca Sayısal Süzgeçleme, Hızlı Fourier Dönüşümü ve Dalgacık Dönüşümü gibi sinyal işleme tekniklerini ses verilerine uygulamaktadır.

Gömülü bilgisayarlı elektronik stetoskop yapımı

Klasik stetoskop ile dinleme yöntemi (oskültasyon), günümüzde hastalık teşhisinde kullanılan oldukça yaygın bir yöntemdir. Fakat klasik stetoskop, zayıf yapısı nedeniyle birçok bilgiyi hekime aktaramamaktadır. Bu nedenle klasik stetoskubun aktaramadığı ve insan kulağının duyamadığı sesleri görme ve kaydetme isteği doğmuştur. Bu amaçla elektronik stetoskoplar geliştirilmiş ve hastalık teşhisinde bilgisayar tabanlı analiz yöntemleri kullanılmaya başlanmıştır. Bu tez çalışmasında gömülü bilgisayarlı elektronik stetoskop yapılmıştır. Günümüzde yaygın olarak kullanılan standart tek kanallı elektronik stetoskoplardan farklı olarak aynı anda kalp ve solunum seslerinin alınmasına olanak sağlayan 6 kanallı kablosuz bir elektronik stetoskop gerçeklenmiştir. Çalışmada tasarlanan stetoskop ile kanallardan alınan ses verileri eş zamanlı olarak analog sinyal işleme biriminde sırasıyla mikrofon sürücü, ön yükselteç, alçak geçiren süzgeç, yüksek geçiren süzgeç, sürücü yükselteci ve DC seviye belirleyiciden geçmektedir. DC seviye belirleyicinin çıkışından alınan ses verileri gömülü bigisayarda dâhili olarak bulunan analog sayısal dönüştürücü ile sayısallaştırılmaktadır. Burada gömülü bilgisayar sayısallaştırdığı ses verilerini TCP/IP protokolü üzerinden sunucuya göndermekte ve sunucu ise aldığı verileri anlık olarak veritabanına kaydetmektedir. Veritabanına kaydedilen veriler, eş zamanlı olarak C sharp dili kullanılarak yazılan masaüstü ve ASP.Net ve C sharp dilleri kullanılarak yazılan WEB uygulaması üzerinden T.C. kimlik numarası kaydedilerek görüntülenebilmektedir. Bunun yanı sıra kaydedilen veriler istenildiği zaman masaüstü veya WEB uygulaması üzerinden indirilebilmekte ve MATLAB GUI'de yazılmış program aracılığı ile görüntülenebilmektedir. Program ayrıca Sayısal Süzgeçleme, Hızlı Fourier Dönüşümü ve Dalgacık Dönüşümü gibi sinyal işleme tekniklerini ses verilerine uygulamaktadır.

Ses analizi ile hastalık teşhisi

Akciğer hastalıkları günümüzde yaygın olarak görülmektedir. Bu hastalıkların teşhisinde öncelikli olarak oskültasyon yöntemi kullanılmaktadır. Oskültasyon yöntemi fiziksel muayene için doktorlar tarafından öncelikli olarak tercih edilen maliyeti düşük ve etkili girişimsel olmayan bir yöntemdir. Dinleme işlemi için klasik stetoskoplar ve elektronik stetoskoplar kullanılmaktadır. Akciğer hastalıklarının teşhisinde stetoskobun kullanılması basit ve ucuz bir yöntem olmasına rağmen hastalıkların doğru teşhisi tıbbi personelin oldukça deneyimli olmasını gerektirmektedir. Ayrıca insan kulağı düşük frekanslardaki sesleri duymakta hassas değildir. Bu yüzden karar vermede doktora yardımcı olacak sistemleri kullanmak önem taşımaktadır. Bilgisayarlı analiz yöntemlerinin solunum sesleri çözümlemesinde kullanılmaya başlanması, bu sorunlara bir çözüm getirmekte yoğun şartlarda çalışan bir doktora pratik olarak katkı sağlamaktadır.

Gömülü bilgisayarlı elektronik stetoskop yapımı

Klasik stetoskop ile dinleme yöntemi (oskültasyon), günümüzde hastalık teşhisinde kullanılan oldukça yaygın bir yöntemdir. Fakat klasik stetoskop, zayıf yapısı nedeniyle birçok bilgiyi hekime aktaramamaktadır. Bu nedenle klasik stetoskubun aktaramadığı ve insan kulağının duyamadığı sesleri görme ve kaydetme isteği doğmuştur. Bu amaçla elektronik stetoskoplar geliştirilmiş ve hastalık teşhisinde bilgisayar tabanlı analiz yöntemleri kullanılmaya başlanmıştır. Bu tez çalışmasında gömülü bilgisayarlı elektronik stetoskop yapılmıştır. Günümüzde yaygın olarak kullanılan standart tek kanallı elektronik stetoskoplardan farklı olarak aynı anda kalp ve solunum seslerinin alınmasına olanak sağlayan 6 kanallı kablosuz bir elektronik stetoskop gerçeklenmiştir. Çalışmada tasarlanan stetoskop ile kanallardan alınan ses verileri eş zamanlı olarak analog sinyal işleme biriminde sırasıyla mikrofon sürücü, ön yükselteç, alçak geçiren süzgeç, yüksek geçiren süzgeç, sürücü yükselteci ve DC seviye belirleyiciden geçmektedir. DC seviye belirleyicinin çıkışından alınan ses verileri gömülü bigisayarda dâhili olarak bulunan analog sayısal dönüştürücü ile sayısallaştırılmaktadır. Burada gömülü bilgisayar sayısallaştırdığı ses verilerini TCP/IP protokolü üzerinden sunucuya göndermekte ve sunucu ise aldığı verileri anlık olarak veritabanına kaydetmektedir. Veritabanına kaydedilen veriler, eş zamanlı olarak C sharp dili kullanılarak yazılan masaüstü ve ASP.Net ve C sharp dilleri kullanılarak yazılan WEB uygulaması üzerinden T.C. kimlik numarası kaydedilerek görüntülenebilmektedir. Bunun yanı sıra kaydedilen veriler istenildiği zaman masaüstü veya WEB uygulaması üzerinden indirilebilmekte ve MATLAB GUI'de yazılmış program aracılığı ile görüntülenebilmektedir. Program ayrıca Sayısal Süzgeçleme, Hızlı Fourier Dönüşümü ve Dalgacık Dönüşümü gibi sinyal işleme tekniklerini ses verilerine uygulamaktadır.

Intelligent design of intensity modulated fiber optic sensors using different fiber structures

Fiber optic sensors (FOSs) have opened a new era in sensor technology providing great opportunities and they have been widely used for many years. FOSs prefer many advantages over traditional sensors and due to these advantages they could be prefered instead of other sensors in several applications. FOSs can be divided into four groups according to their operating principle: intensity modulated, wavelength modulated, phase modulated, and polarization modulated fiber optic sensors. Phase, wavelength and polarization modulated FOSs are more sensitive, but they are expensive and require complex hardware and signal processing techniques. On the other hand, intensity modulated FOSs are simpler to construct and more economical. The major objective of this dissertation is to develop spatial and total intensity modulated FOSs with improved performance. Improvements of spatial and total intensity modulated FOSs using Image Processing Techniques, Artificial Neural Networks (ANNs) and different optical fiber structures have been investigated in this thesis. The emphasis is on the development of fiber optic statistical mode sensors. Several experiments have been conducted and analyses/computations have been performed during the works. Force and displacement have been measured during the experiments. Several force and displacement values have been applied to the sensors, minimum and maximum applied measurands change depending the experiments. Statistical mode (specklegram) sensors are among the sensors which are based on utilizing the spatial intensity change. Spatial information can be retrieved by the analysis of change of patterns distribution at the sensor output using image processing techniques with statistical features. Several researches have been conducted utilizing fiber optic statistical mode sensors. However, only two different statistical features have been used for speckle image analysis. Reported results generally were based on simple image differencing or correlation. In this thesis firstly, the use of various local statistical features has been proposed and local statistical features computed for various local regions of the speckle patterns in fiber optic statistical mode sensors. Secondly, new statistical global features have been proposed for the design of fiber optic statistical mode sensors. All statistical features have been computed by different image processing algorithms. The first and second order moments, which are pth order moments, have been proposed as statistical features in this thesis. These new features compared with correlation and image difference features which were reported in the literature before. The statistical features have been compared in terms of different characteristics: precision error, non-linearity, and hysteresis. Hetero-core fiber structures are alternatives to stripped or etched evanescent fiber structures and they are characterized by the simplicity in their fabricated structure. Hetero-core fiber optic sensors can be designed with increased sensitivity due to enhanced mode field coupling effect at hetero-core sensing section. Few researches have been conducted to exploit spatial content of hetero-core structure in fiber optic statistical mode sensors. In these works, only correlation statistical feature have been used and no statistical feature except correlation used in the sensor design. New statistical features have been proposed for the design of hetero-core fiber optic statistical mode sensors in this dissertation. Different hetero-core optical fiber structures have been produced and experiments have been conducted. Differencing, first and second order moment statistical features have been compared with correlation feature. Comparative analysis of using different hetero-core fibers in hetero-core statistical mode sensors and multi-mode fibers in statistical mode sensors has been performed. Altering the hetero-core section length of the hetero-core statistical mode sensors has also been investigated in the thesis first time in literature. Designing intelligent statistical mode/hetero-core statistical mode and intelligent bending sensors has also been fulfilled in this dissertation. In order to estimate the sensor response of these sensors, it is necessary to carry out lengthy and complex mathematical computations. To overcome these problems ANNs have been used as a computational paradigm to improve FOSs' performance and to develop intelligent FOSs, because ANNs can generate appropriate outputs for given inputs without any necessity to mathematical formulations between input and output data. With this technique distortions or deviations in the sensor system can be automatically detected, thus sensor becomes an intelligent system. Using data taken from the experiments conducted by the sensors and using ANNs, different intelligent sensor architectures have been proposed to predict the force and displacement values measured by the sensors. Intelligent sensor architectures with single input-single output and multiple inputs-single output have been utilized. Multi-layer Perceptron (MLP) with many algorithms, Radial Basis Function (RBF) and General Regression Neural Network (GRNN) ANN models have been utilized in the analyses. Performance comparisons demonstrate that all of the ANN models and algorithms utilized in this thesis could predict the measured values with considerable errors.

Intelligent design of intensity modulated fiber optic sensors using different fiber structures

Fiber optic sensors (FOSs) have opened a new era in sensor technology providing great opportunities and they have been widely used for many years. FOSs prefer many advantages over traditional sensors and due to these advantages they could be prefered instead of other sensors in several applications. FOSs can be divided into four groups according to their operating principle: intensity modulated, wavelength modulated, phase modulated, and polarization modulated fiber optic sensors. Phase, wavelength and polarization modulated FOSs are more sensitive, but they are expensive and require complex hardware and signal processing techniques. On the other hand, intensity modulated FOSs are simpler to construct and more economical. The major objective of this dissertation is to develop spatial and total intensity modulated FOSs with improved performance. Improvements of spatial and total intensity modulated FOSs using Image Processing Techniques, Artificial Neural Networks (ANNs) and different optical fiber structures have been investigated in this thesis. The emphasis is on the development of fiber optic statistical mode sensors. Several experiments have been conducted and analyses/computations have been performed during the works. Force and displacement have been measured during the experiments. Several force and displacement values have been applied to the sensors, minimum and maximum applied measurands change depending the experiments. Statistical mode (specklegram) sensors are among the sensors which are based on utilizing the spatial intensity change. Spatial information can be retrieved by the analysis of change of patterns distribution at the sensor output using image processing techniques with statistical features. Several researches have been conducted utilizing fiber optic statistical mode sensors. However, only two different statistical features have been used for speckle image analysis. Reported results generally were based on simple image differencing or correlation. In this thesis firstly, the use of various local statistical features has been proposed and local statistical features computed for various local regions of the speckle patterns in fiber optic statistical mode sensors. Secondly, new statistical global features have been proposed for the design of fiber optic statistical mode sensors. All statistical features have been computed by different image processing algorithms. The first and second order moments, which are pth order moments, have been proposed as statistical features in this thesis. These new features compared with correlation and image difference features which were reported in the literature before. The statistical features have been compared in terms of different characteristics: precision error, non-linearity, and hysteresis. Hetero-core fiber structures are alternatives to stripped or etched evanescent fiber structures and they are characterized by the simplicity in their fabricated structure. Hetero-core fiber optic sensors can be designed with increased sensitivity due to enhanced mode field coupling effect at hetero-core sensing section. Few researches have been conducted to exploit spatial content of hetero-core structure in fiber optic statistical mode sensors. In these works, only correlation statistical feature have been used and no statistical feature except correlation used in the sensor design. New statistical features have been proposed for the design of hetero-core fiber optic statistical mode sensors in this dissertation. Different hetero-core optical fiber structures have been produced and experiments have been conducted. Differencing, first and second order moment statistical features have been compared with correlation feature. Comparative analysis of using different hetero-core fibers in hetero-core statistical mode sensors and multi-mode fibers in statistical mode sensors has been performed. Altering the hetero-core section length of the hetero-core statistical mode sensors has also been investigated in the thesis first time in literature. Designing intelligent statistical mode/hetero-core statistical mode and intelligent bending sensors has also been fulfilled in this dissertation. In order to estimate the sensor response of these sensors, it is necessary to carry out lengthy and complex mathematical computations. To overcome these problems ANNs have been used as a computational paradigm to improve FOSs' performance and to develop intelligent FOSs, because ANNs can generate appropriate outputs for given inputs without any necessity to mathematical formulations between input and output data. With this technique distortions or deviations in the sensor system can be automatically detected, thus sensor becomes an intelligent system. Using data taken from the experiments conducted by the sensors and using ANNs, different intelligent sensor architectures have been proposed to predict the force and displacement values measured by the sensors. Intelligent sensor architectures with single input-single output and multiple inputs-single output have been utilized. Multi-layer Perceptron (MLP) with many algorithms, Radial Basis Function (RBF) and General Regression Neural Network (GRNN) ANN models have been utilized in the analyses. Performance comparisons demonstrate that all of the ANN models and algorithms utilized in this thesis could predict the measured values with considerable errors.

Intelligent design of intensity modulated fiber optic sensors using different fiber structures

Fiber optic sensors (FOSs) have opened a new era in sensor technology providing great opportunities and they have been widely used for many years. FOSs prefer many advantages over traditional sensors and due to these advantages they could be prefered instead of other sensors in several applications. FOSs can be divided into four groups according to their operating principle: intensity modulated, wavelength modulated, phase modulated, and polarization modulated fiber optic sensors. Phase, wavelength and polarization modulated FOSs are more sensitive, but they are expensive and require complex hardware and signal processing techniques. On the other hand, intensity modulated FOSs are simpler to construct and more economical. The major objective of this dissertation is to develop spatial and total intensity modulated FOSs with improved performance. Improvements of spatial and total intensity modulated FOSs using Image Processing Techniques, Artificial Neural Networks (ANNs) and different optical fiber structures have been investigated in this thesis. The emphasis is on the development of fiber optic statistical mode sensors. Several experiments have been conducted and analyses/computations have been performed during the works. Force and displacement have been measured during the experiments. Several force and displacement values have been applied to the sensors, minimum and maximum applied measurands change depending the experiments. Statistical mode (specklegram) sensors are among the sensors which are based on utilizing the spatial intensity change. Spatial information can be retrieved by the analysis of change of patterns distribution at the sensor output using image processing techniques with statistical features. Several researches have been conducted utilizing fiber optic statistical mode sensors. However, only two different statistical features have been used for speckle image analysis. Reported results generally were based on simple image differencing or correlation. In this thesis firstly, the use of various local statistical features has been proposed and local statistical features computed for various local regions of the speckle patterns in fiber optic statistical mode sensors. Secondly, new statistical global features have been proposed for the design of fiber optic statistical mode sensors. All statistical features have been computed by different image processing algorithms. The first and second order moments, which are pth order moments, have been proposed as statistical features in this thesis. These new features compared with correlation and image difference features which were reported in the literature before. The statistical features have been compared in terms of different characteristics: precision error, non-linearity, and hysteresis. Hetero-core fiber structures are alternatives to stripped or etched evanescent fiber structures and they are characterized by the simplicity in their fabricated structure. Hetero-core fiber optic sensors can be designed with increased sensitivity due to enhanced mode field coupling effect at hetero-core sensing section. Few researches have been conducted to exploit spatial content of hetero-core structure in fiber optic statistical mode sensors. In these works, only correlation statistical feature have been used and no statistical feature except correlation used in the sensor design. New statistical features have been proposed for the design of hetero-core fiber optic statistical mode sensors in this dissertation. Different hetero-core optical fiber structures have been produced and experiments have been conducted. Differencing, first and second order moment statistical features have been compared with correlation feature. Comparative analysis of using different hetero-core fibers in hetero-core statistical mode sensors and multi-mode fibers in statistical mode sensors has been performed. Altering the hetero-core section length of the hetero-core statistical mode sensors has also been investigated in the thesis first time in literature. Designing intelligent statistical mode/hetero-core statistical mode and intelligent bending sensors has also been fulfilled in this dissertation. In order to estimate the sensor response of these sensors, it is necessary to carry out lengthy and complex mathematical computations. To overcome these problems ANNs have been used as a computational paradigm to improve FOSs' performance and to develop intelligent FOSs, because ANNs can generate appropriate outputs for given inputs without any necessity to mathematical formulations between input and output data. With this technique distortions or deviations in the sensor system can be automatically detected, thus sensor becomes an intelligent system. Using data taken from the experiments conducted by the sensors and using ANNs, different intelligent sensor architectures have been proposed to predict the force and displacement values measured by the sensors. Intelligent sensor architectures with single input-single output and multiple inputs-single output have been utilized. Multi-layer Perceptron (MLP) with many algorithms, Radial Basis Function (RBF) and General Regression Neural Network (GRNN) ANN models have been utilized in the analyses. Performance comparisons demonstrate that all of the ANN models and algorithms utilized in this thesis could predict the measured values with considerable errors.

AES algoritmasının bir gerçeklemesine güç analizi saldırıları

Kriptografik algoritmalar bilgi güvenliğinin sağlanması için yaygın olarak kullanılırlar. AES (Advanced Encryption Standard)algoritması bu amaçla kullanılan simetrik blok şifreleme algoritmalarından biridir.AES, Kasım 2001'de elektronik verinin saklanması için kullanılmak üzere Amerikan Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (National Institute of Standards and Technology (NIST)) tarafından yayınlanmış bir kriptografik algoritmadır. Yayınlandığı tarihten itibaren kriptografik sistemlerde yaygın olarak kullanılmıştır. AES algoritması bilginin şifrelenmesi ve şifrelenmiş bilginin çözülmesi için kullanılan bir simetrik blok kodlayıcıdır.AES algoritması, matematiksel olarak güçlü olması nedeniyle klasik kriptanalize karşı dayanıklıdır. Ancak algoritmanın matematiksel yapısı ile ilgilenmeyen başka bir saldırı tekniği mevcuttur. Bu teknik yan kanal analizi saldırılarıdır.Yan-kanal atakları kriptografi alanında çalışanlar tarafından 1996'da zamanlama analizi konusunda yayınlanan ilk makale ile temel bir tehdit olarak görülmeye başlanmıştır. Bu saldırılarda, kriptografik sisteme fiziksel bir müdahale yapılmaz. Saldırgan sistemin çalışması esnasında ürettiği verileri analiz eder. Eğer bu veriler, sistemin gizliliğini sağlayan parametreler hakkında bilgi veriyorsa bunlara Yan Kanal Bilgisi denir.Yan Kanal Analizi saldırıları, kullandıkları yan kanal bilgisine göre sınıflandırılırlar. Bunlar; güç analizi saldırıları, zamanlama analizi saldırıları, elektromanyetik analizi saldırıları, akustik analizi saldırılarıdır. Bu saldırılar içerisinde en güçlü olanı, güç analizi saldırılarıdır. Güç analizi saldırıların bir kısmı kriptografik sistemin tükettikleri güç ile gerçekleştirdiği işlem adımları arasındaki ilişkiyi analiz eder. Bu tür saldırılara Basit Güç Analizi ismi verilir. Diğer bir güç analizi saldırısında ise kriptografik sistemin tükettikleri güç ile işledikleri veri arasındaki ilişki analiz edilir. Bu saldırı tekniğine Farksal Güç Analizi (Differantial Power Analysis (DPA)) ismi verilir. Özellikle DPA tekniği çok yaygın olarak kullanılmaktadır. AES algoritması üzerine de DPA saldırılar gerçeklenmiştir.AES algoritması uygulamalarını DPA saldırılarına karşı korumak için bazı önlemler önerilmiştir. Bu önlemlerden birisi maskeleme işlemidir. Maskeleme işleminde, algoritma tarafından üretilen ara değerlere rastgele veriler eklenir. Böylece saldırgan, sistemin ürettiği ara değerler ile tüketilen güç arasında bağlantı kuramaz. Bu maskeleme tekniklerinden biri de Oswald tarafından önerilen IAIK maskesidir. IAIK maskesi AES uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak maskeli kriptografik sistemler içinde farklı saldırı teknikleri önerilmiştir. Bu saldırılar farklı durumlar ve sistemler için uygulanabilirdir. Ayrıca her bir saldırının etkinliği farklı durumlar için değişiklik göstermektedir. Tez çalışması kapsamında bu saldırı teknikleri, FPGA sistem üzerinde gerçeklenmiş Institut für Angewandte Informationsverarbeitung und Kommunikationstechnologie (IAIK) maskeli AES algoritması üzerinde pratik olarak gerçeklenecektir. Daha sonra gerçek sonuçlar kullanılarak her bir saldırı tekniğinin etkinliği analiz edilecek ve birbirleri ile karşılaştırılacaktır.Anahtar Kelimeler: Yan kanal saldırıları, farksal güç analizi, IAIK maskesi.

AES algoritmasının bir gerçeklemesine güç analizi saldırıları

Kriptografik algoritmalar bilgi güvenliğinin sağlanması için yaygın olarak kullanılırlar. AES (Advanced Encryption Standard)algoritması bu amaçla kullanılan simetrik blok şifreleme algoritmalarından biridir.AES, Kasım 2001'de elektronik verinin saklanması için kullanılmak üzere Amerikan Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (National Institute of Standards and Technology (NIST)) tarafından yayınlanmış bir kriptografik algoritmadır. Yayınlandığı tarihten itibaren kriptografik sistemlerde yaygın olarak kullanılmıştır. AES algoritması bilginin şifrelenmesi ve şifrelenmiş bilginin çözülmesi için kullanılan bir simetrik blok kodlayıcıdır.AES algoritması, matematiksel olarak güçlü olması nedeniyle klasik kriptanalize karşı dayanıklıdır. Ancak algoritmanın matematiksel yapısı ile ilgilenmeyen başka bir saldırı tekniği mevcuttur. Bu teknik yan kanal analizi saldırılarıdır.Yan-kanal atakları kriptografi alanında çalışanlar tarafından 1996'da zamanlama analizi konusunda yayınlanan ilk makale ile temel bir tehdit olarak görülmeye başlanmıştır. Bu saldırılarda, kriptografik sisteme fiziksel bir müdahale yapılmaz. Saldırgan sistemin çalışması esnasında ürettiği verileri analiz eder. Eğer bu veriler, sistemin gizliliğini sağlayan parametreler hakkında bilgi veriyorsa bunlara Yan Kanal Bilgisi denir.Yan Kanal Analizi saldırıları, kullandıkları yan kanal bilgisine göre sınıflandırılırlar. Bunlar; güç analizi saldırıları, zamanlama analizi saldırıları, elektromanyetik analizi saldırıları, akustik analizi saldırılarıdır. Bu saldırılar içerisinde en güçlü olanı, güç analizi saldırılarıdır. Güç analizi saldırıların bir kısmı kriptografik sistemin tükettikleri güç ile gerçekleştirdiği işlem adımları arasındaki ilişkiyi analiz eder. Bu tür saldırılara Basit Güç Analizi ismi verilir. Diğer bir güç analizi saldırısında ise kriptografik sistemin tükettikleri güç ile işledikleri veri arasındaki ilişki analiz edilir. Bu saldırı tekniğine Farksal Güç Analizi (Differantial Power Analysis (DPA)) ismi verilir. Özellikle DPA tekniği çok yaygın olarak kullanılmaktadır. AES algoritması üzerine de DPA saldırılar gerçeklenmiştir.AES algoritması uygulamalarını DPA saldırılarına karşı korumak için bazı önlemler önerilmiştir. Bu önlemlerden birisi maskeleme işlemidir. Maskeleme işleminde, algoritma tarafından üretilen ara değerlere rastgele veriler eklenir. Böylece saldırgan, sistemin ürettiği ara değerler ile tüketilen güç arasında bağlantı kuramaz. Bu maskeleme tekniklerinden biri de Oswald tarafından önerilen IAIK maskesidir. IAIK maskesi AES uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak maskeli kriptografik sistemler içinde farklı saldırı teknikleri önerilmiştir. Bu saldırılar farklı durumlar ve sistemler için uygulanabilirdir. Ayrıca her bir saldırının etkinliği farklı durumlar için değişiklik göstermektedir. Tez çalışması kapsamında bu saldırı teknikleri, FPGA sistem üzerinde gerçeklenmiş Institut für Angewandte Informationsverarbeitung und Kommunikationstechnologie (IAIK) maskeli AES algoritması üzerinde pratik olarak gerçeklenecektir. Daha sonra gerçek sonuçlar kullanılarak her bir saldırı tekniğinin etkinliği analiz edilecek ve birbirleri ile karşılaştırılacaktır.Anahtar Kelimeler: Yan kanal saldırıları, farksal güç analizi, IAIK maskesi.

AES algoritmasının bir gerçeklemesine güç analizi saldırıları

Kriptografik algoritmalar bilgi güvenliğinin sağlanması için yaygın olarak kullanılırlar. AES (Advanced Encryption Standard)algoritması bu amaçla kullanılan simetrik blok şifreleme algoritmalarından biridir.AES, Kasım 2001'de elektronik verinin saklanması için kullanılmak üzere Amerikan Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (National Institute of Standards and Technology (NIST)) tarafından yayınlanmış bir kriptografik algoritmadır. Yayınlandığı tarihten itibaren kriptografik sistemlerde yaygın olarak kullanılmıştır. AES algoritması bilginin şifrelenmesi ve şifrelenmiş bilginin çözülmesi için kullanılan bir simetrik blok kodlayıcıdır.AES algoritması, matematiksel olarak güçlü olması nedeniyle klasik kriptanalize karşı dayanıklıdır. Ancak algoritmanın matematiksel yapısı ile ilgilenmeyen başka bir saldırı tekniği mevcuttur. Bu teknik yan kanal analizi saldırılarıdır.Yan-kanal atakları kriptografi alanında çalışanlar tarafından 1996'da zamanlama analizi konusunda yayınlanan ilk makale ile temel bir tehdit olarak görülmeye başlanmıştır. Bu saldırılarda, kriptografik sisteme fiziksel bir müdahale yapılmaz. Saldırgan sistemin çalışması esnasında ürettiği verileri analiz eder. Eğer bu veriler, sistemin gizliliğini sağlayan parametreler hakkında bilgi veriyorsa bunlara Yan Kanal Bilgisi denir.Yan Kanal Analizi saldırıları, kullandıkları yan kanal bilgisine göre sınıflandırılırlar. Bunlar; güç analizi saldırıları, zamanlama analizi saldırıları, elektromanyetik analizi saldırıları, akustik analizi saldırılarıdır. Bu saldırılar içerisinde en güçlü olanı, güç analizi saldırılarıdır. Güç analizi saldırıların bir kısmı kriptografik sistemin tükettikleri güç ile gerçekleştirdiği işlem adımları arasındaki ilişkiyi analiz eder. Bu tür saldırılara Basit Güç Analizi ismi verilir. Diğer bir güç analizi saldırısında ise kriptografik sistemin tükettikleri güç ile işledikleri veri arasındaki ilişki analiz edilir. Bu saldırı tekniğine Farksal Güç Analizi (Differantial Power Analysis (DPA)) ismi verilir. Özellikle DPA tekniği çok yaygın olarak kullanılmaktadır. AES algoritması üzerine de DPA saldırılar gerçeklenmiştir.AES algoritması uygulamalarını DPA saldırılarına karşı korumak için bazı önlemler önerilmiştir. Bu önlemlerden birisi maskeleme işlemidir. Maskeleme işleminde, algoritma tarafından üretilen ara değerlere rastgele veriler eklenir. Böylece saldırgan, sistemin ürettiği ara değerler ile tüketilen güç arasında bağlantı kuramaz. Bu maskeleme tekniklerinden biri de Oswald tarafından önerilen IAIK maskesidir. IAIK maskesi AES uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak maskeli kriptografik sistemler içinde farklı saldırı teknikleri önerilmiştir. Bu saldırılar farklı durumlar ve sistemler için uygulanabilirdir. Ayrıca her bir saldırının etkinliği farklı durumlar için değişiklik göstermektedir. Tez çalışması kapsamında bu saldırı teknikleri, FPGA sistem üzerinde gerçeklenmiş Institut für Angewandte Informationsverarbeitung und Kommunikationstechnologie (IAIK) maskeli AES algoritması üzerinde pratik olarak gerçeklenecektir. Daha sonra gerçek sonuçlar kullanılarak her bir saldırı tekniğinin etkinliği analiz edilecek ve birbirleri ile karşılaştırılacaktır.Anahtar Kelimeler: Yan kanal saldırıları, farksal güç analizi, IAIK maskesi.

Çoklu otonom insansız deniz araçları için rota planlanması ve engelden sakınma

Günümüzde insansız deniz araçlarının kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Zahmetli işlerin insansız deniz araçları tarafından yapılmasının birçok faydası bulunmaktadır. Balık sürülerinde olduğu gibi insansız deniz araçlarının da birbirleriyle koordineli bir biçimde hareket etmesi bir zorunluluk halini almıştır. Ayrıca deniz üzerinde yerine getirilecek sivil ve askeri görevlerin kolaylıkla başarılması da insansız deniz araçlarının birlikte hareket etmesi ile mümkün olacaktır. Bu çalışmada; denizde can ve mal emniyetine öncelik verilerek, çoklu otonom insansız deniz araçları için kara parçası gibi sabit ve seyir halindeki gemi gibi hareketli engellerin bulunduğu ortamda rota planlanması ve engelden sakınma maksadıyla çeşitli benzetimler gerçekleştirilmiştir. Çoklu otonom insansız deniz araçlarına ilişkin benzetimler, Türk karasuları içerisinde yer alan İstanbul'da bulunan Prens Adaları'nın çevresinde ve İstanbul Boğazı'nda gerçekleştirilmiştir. Rota planlama ve engelden sakınma algoritmalarının yanında ayrıca yapay zeka teknolojileri kullanılarak insansız otonom deniz araçlarının sensörden bağımsız görsel seyrine ilişkin yöntem önerilmiştir. Elektronik sensörlerin arızalandığı ya da elektronik karıştırmaya maruz kaldığı durumlarda dahi, insansız deniz araçlarının bu durumdan etkilenmeden otonom seyrine devam edebilmesi için European Ship Simulator isimli simülasyon ortamından elden edilen görüntüler ve gerçek gemi görüntüleri kullanılmıştır. Henüz uluslararası denizcilik kurallarında insansız araçlarla ilgili herhangi bir hüküm bulunmaması nedeniyle çalışmanın tamamında insansız deniz araçlarının mevcut hukuk kurallarına uygun olarak tasarlanması önerilmiştir.

Çoklu otonom insansız deniz araçları için rota planlanması ve engelden sakınma

Günümüzde insansız deniz araçlarının kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Zahmetli işlerin insansız deniz araçları tarafından yapılmasının birçok faydası bulunmaktadır. Balık sürülerinde olduğu gibi insansız deniz araçlarının da birbirleriyle koordineli bir biçimde hareket etmesi bir zorunluluk halini almıştır. Ayrıca deniz üzerinde yerine getirilecek sivil ve askeri görevlerin kolaylıkla başarılması da insansız deniz araçlarının birlikte hareket etmesi ile mümkün olacaktır. Bu çalışmada; denizde can ve mal emniyetine öncelik verilerek, çoklu otonom insansız deniz araçları için kara parçası gibi sabit ve seyir halindeki gemi gibi hareketli engellerin bulunduğu ortamda rota planlanması ve engelden sakınma maksadıyla çeşitli benzetimler gerçekleştirilmiştir. Çoklu otonom insansız deniz araçlarına ilişkin benzetimler, Türk karasuları içerisinde yer alan İstanbul'da bulunan Prens Adaları'nın çevresinde ve İstanbul Boğazı'nda gerçekleştirilmiştir. Rota planlama ve engelden sakınma algoritmalarının yanında ayrıca yapay zeka teknolojileri kullanılarak insansız otonom deniz araçlarının sensörden bağımsız görsel seyrine ilişkin yöntem önerilmiştir. Elektronik sensörlerin arızalandığı ya da elektronik karıştırmaya maruz kaldığı durumlarda dahi, insansız deniz araçlarının bu durumdan etkilenmeden otonom seyrine devam edebilmesi için European Ship Simulator isimli simülasyon ortamından elden edilen görüntüler ve gerçek gemi görüntüleri kullanılmıştır. Henüz uluslararası denizcilik kurallarında insansız araçlarla ilgili herhangi bir hüküm bulunmaması nedeniyle çalışmanın tamamında insansız deniz araçlarının mevcut hukuk kurallarına uygun olarak tasarlanması önerilmiştir.

Askeri personel için akıllı kıyafet tasarımı

21.yy'ın başından bu yana hızla gelişen teknoloji ile akıllı sistemler her sektörde yerini almıştır. Özellikle 2002'den bu yana akıllı telefonlar sayesinde kişisel kullanımda çok büyük bir pay edinmektedir. Kişisel kullanım alanı da dahil hemen hemen her sektörde akıllı sistemler yer edinmiştir. Örneğin tarım sektöründe akıllı damlama sistemleri ile su tasarrufu yapılarak maksimum sulama verimi alınmaktadır. Enerji sektöründe güneşin konumuna göre yön değiştiren paneller sayesinde temiz enerjiden maksimum faydalanmaya çalışılmaktadır. Otomotiv sektöründe şerit takip, adaptif hız kontrolü gibi konular insan konforunu ve sağlığını korumaya yönelik olan çalışmalardır. Ülkemizin jeopolitik durumundan dolayı savunma sanayi hızla gelişmektedir. Hava, kara, deniz araçlarında ürün geliştirme ve modifikasyonlar yapılarak son 10 sene içerisinde bu konuda ülkemizde ciddi bir bilgi birikimi oluşmuştur. Bu durumlar göz önüne alındığı zaman akıllı sistemlerin direkt olarak askeri personelin kullanılabileceği şekilde entegrasyonu kaçınılmaz olmuştur. Oluşturulan sistem siber-fiziksel bir sistemdir. Özellikle günümüzde hızla gelişmekte olan bu sistem; sağlık, enerji, taşımacılık, havacılık – hava trafik kontrolü, otomasyon sistemleri ve robotik alanlarına entegre bir şekilde kullanılmaktadır. Siber-fiziksel sistemler akıllı sistemlerin; işlemciler ve sensörlerin insan etkileşimli olarak geri besleme alması anlamına gelir. Siber-fiziksel sistemler gerçek zamanlı olarak gerçekleştirilebilen ve güvenlik kritik uygulamalarda kullanılabilen sistemlerdir.xi Bu sistemleri şu an hali hazırda kullanmakta olan şirketler; Boeing, General Motors, Rockwell Collins, MIT gibi firmalardır. Yapılan tezde dokuz askeri personelin bileklerine yerleştirilen ekranlar, üzerlerine yerleştirilen kontrol kutusu ve diğer komponentler ile aralarında interaktif iletişim sağlayacak bir sistem gerçekleştirilmiştir. Oluşturulan siber-fiziksel sistem kapsamında sistem verilerinin yorumlanması ile hali hazırda olan problemlerin önüne geçilmesi planlanmaktadır. Yapılan çalışma personeller arası yazılı, işitsel ve görsel iletişimi sağlamaktadır. Geliştirilen web arayüzü ile bu interaktif iletişime bir merkez üs dahil olabilmekte ve personelin konum bilgisi, sağlık bilgisi ve üzerinde olan görevleri bilme yetisine sahip olabilmektedir. Yapılan çalışma MIL-810G standartlarını sağlayacak, hızlı giyilebilir, modüler bir siberfiziksel sistem olarak tamamlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Askeri personel, akıllı sistem, akıllı kıyafet, siber-fiziksel, interaktif iletişim

Askeri personel için akıllı kıyafet tasarımı

21.yy'ın başından bu yana hızla gelişen teknoloji ile akıllı sistemler her sektörde yerini almıştır. Özellikle 2002'den bu yana akıllı telefonlar sayesinde kişisel kullanımda çok büyük bir pay edinmektedir. Kişisel kullanım alanı da dahil hemen hemen her sektörde akıllı sistemler yer edinmiştir. Örneğin tarım sektöründe akıllı damlama sistemleri ile su tasarrufu yapılarak maksimum sulama verimi alınmaktadır. Enerji sektöründe güneşin konumuna göre yön değiştiren paneller sayesinde temiz enerjiden maksimum faydalanmaya çalışılmaktadır. Otomotiv sektöründe şerit takip, adaptif hız kontrolü gibi konular insan konforunu ve sağlığını korumaya yönelik olan çalışmalardır. Ülkemizin jeopolitik durumundan dolayı savunma sanayi hızla gelişmektedir. Hava, kara, deniz araçlarında ürün geliştirme ve modifikasyonlar yapılarak son 10 sene içerisinde bu konuda ülkemizde ciddi bir bilgi birikimi oluşmuştur. Bu durumlar göz önüne alındığı zaman akıllı sistemlerin direkt olarak askeri personelin kullanılabileceği şekilde entegrasyonu kaçınılmaz olmuştur. Oluşturulan sistem siber-fiziksel bir sistemdir. Özellikle günümüzde hızla gelişmekte olan bu sistem; sağlık, enerji, taşımacılık, havacılık – hava trafik kontrolü, otomasyon sistemleri ve robotik alanlarına entegre bir şekilde kullanılmaktadır. Siber-fiziksel sistemler akıllı sistemlerin; işlemciler ve sensörlerin insan etkileşimli olarak geri besleme alması anlamına gelir. Siber-fiziksel sistemler gerçek zamanlı olarak gerçekleştirilebilen ve güvenlik kritik uygulamalarda kullanılabilen sistemlerdir.xi Bu sistemleri şu an hali hazırda kullanmakta olan şirketler; Boeing, General Motors, Rockwell Collins, MIT gibi firmalardır. Yapılan tezde dokuz askeri personelin bileklerine yerleştirilen ekranlar, üzerlerine yerleştirilen kontrol kutusu ve diğer komponentler ile aralarında interaktif iletişim sağlayacak bir sistem gerçekleştirilmiştir. Oluşturulan siber-fiziksel sistem kapsamında sistem verilerinin yorumlanması ile hali hazırda olan problemlerin önüne geçilmesi planlanmaktadır. Yapılan çalışma personeller arası yazılı, işitsel ve görsel iletişimi sağlamaktadır. Geliştirilen web arayüzü ile bu interaktif iletişime bir merkez üs dahil olabilmekte ve personelin konum bilgisi, sağlık bilgisi ve üzerinde olan görevleri bilme yetisine sahip olabilmektedir. Yapılan çalışma MIL-810G standartlarını sağlayacak, hızlı giyilebilir, modüler bir siberfiziksel sistem olarak tamamlanmıştır. Anahtar Kelimeler: Askeri personel, akıllı sistem, akıllı kıyafet, siber-fiziksel, interaktif iletişim