Brakial pleksus hastaları için üst uzuv giyilebilir diş iskelet robot kol sisteminin tasarımı ve uygulaması

Brakial pleksus, omurilikteki sinir köklerinin üç büyük dal halinde birbirleri ile bağlantı oluşturduğu, koltuk altı bölgesinde yer alan büyük bir sinir topluluğudur. Bu sinir topluluğunun doğum sırasında veya daha sonraki dönemlerde zarar görmesi kişinin kolunu istediği gibi hareket ettirememesi ile sonuçlanır. Bu tez çalışmasında Brakial pleksus yaralanmaları için giyilebilir dış iskelet robot kol tasarımı ve kontrolü gerçekleştirilmiştir. Çalışmada giyilebilir dış iskelet robot kol Solidworks programında tasarlanmıştır. Solidworks programında robot kolun gerekli kinematik analizleri ve açı sınırlandırmaları gerçekleştirilmiştir. Tasarımı gerçekleştirilen dış iskelet robot kol "simmechanics" eklentisi ile MATLAB programına aktarılarak simülasyon için gerekli blok diyagramı oluşturulmuştur. Blok diyagramdaki dönme noktalarına (DOF) (bilek, dirsek omuz yatay, omuz düşey) PID denetleyiciler eklenmiş ve sistemin simülasyonu girilen P, I, D değerleri ile sağlanmıştır. Simülasyonda giyilebilir robot kolun kararlı bir şekilde çalıştığı gözlemlenmiştir. Daha sonra kullanıcının ön koluna ve üst koluna EMG kas sensörleri yerleştirilmiştir. Robot kol sistemine üç eksende konum bilgilerini almak için ADXL335 konum ve ivme sensörü eklenmiştir. Dış iskelet robot kol sistemi çalıştırılmış, kas verileri ve konum verileri alınmıştır. Bu veriler kullanılarak MATLAB programında sistem bulanık mantık algoritması ile eğitilmiş ve açı değerleri belirlenmiştir. Sisteme aynı veriler ile makine öğrenmesi algoritması eklenmiş ve en iyi sonucu destek vektör makineleri algoritmasının verdiği belirlenmiştir. Hem bulanık mantık algoritması ile hem destek vektör makineleri ile kontrol edilen sistem kıyaslanmıştır. Ayrıca tasarımı hazırlanan sistem 3D yazıcı ile her bir parçası (el, ön kol, üst kolu sırt ve bağlantıları) çıkartılmıştır ve montelenmiştir. Sistemin kontrolü için ESP32 mikrodenetleyici geliştirme kartı kullanılıp EMG kas sensörleri ve konum sensörleri ile gerçek zamanlı olarak da çalıştırılmıştır.