Stewart mekanizmasının tıbbi bağlamda tekillik analizi

Son yıllarda yüksek hassasiyet, taşıma kapasitesi, hız ve rijitlik gerektiren uygulamalarda paralel robotların kullanımı artmıştır. Paralel manipülatörlerin önemli gruplarından biri de Stewart platformudur. Bu platform uçuş simülatörlerinde, makine imalat teknolojisinde, su altı araştırmalarında, teleskoplarda ve ortopedik cerrahide kullanılmaya elverişli geniş bir uygulama alanına sahiptir. Kısıtlı çalışma uzayı, karmaşık kinematik-kinetik çözümler ve çalışma uzayı içerisindeki tekillikler bu robotlarda karşılaşılan önemli problemlerdendir. Bu çalışmada, Stewart platformunun tıbbi bağlamda tekil durumları incelenmiştir. Süreç içerisinde ortopedik amaçlarla kullanılan harici fiksatör adı verilen robotik yapının tekillik nedenleri sayısal/analitik ve geometrik yöntemlerle araştırılmıştır. Buradaki temel problem, fiksatörün tüm konumlarında yer değiştirme hesaplarının güvenceye alınmasıdır. Robotik çerçevenin emniyetli kullanımı açısından tekillik analizi şarttır. Tekil konfigürasyonda olan bir robot kararsız davranış sergileyebilir bu durum tıbbi uygulamada istenmez. Tedavi sürecini olumsuz etkileyecek bu durumun önüne geçebilmek için ortopedist tarafından robotik çerçeveye uygulanan kurgunun güvenilirliğini üç farklı yöntemle test eden bir yazılım geliştirilmiştir. Girdileri ortopedist tarafından kurgulanan fiksatörün parametreleri olan yazılım, çıktıların ortopedist tarafından kolayca yorumlanabilmesine imkân sağlayacak şekilde geliştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar ile tedavi öncesi gerçekleştirilen testlerle proaktif bir yaklaşım sergilenerek olası aksiliklerin önlenmesi amaçlanmıştır.