İnsan hareketinin biyomekanik modeli için yer tepki kuvvetlerinin kestirimi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Spor Bilimleri Ve Teknolojisi A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: NİHAT ŞÜKRÜ ÖZGÖREN
Danışman: Serdar Arıtan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmanın amacı insan vücudunun alt ekstremitesini temsil eden bir biyomekanik model geliştirmek ve bu model yardımıyla yer tepki kuvvetlerinin (YTK) kestirimidir. Bu amaçla alt ekstremite bağlantılı üyeler katı cisim modeli (BMMS) MATLAB/Simulink ortamında oluşturuldu. Ayak üyeleri ile zemin arasındaki yüzey-temas ilişkisi Simscape/Multibody kütüphaneleri kullanılarak modellendi. Çalışmanın deneysel bölümünde bir katılımcının squat, yürüme ve yüksekten serbest düşerek konma hareketleri VICON optik hareket yakalama sistemi kullanılarak kaydedildi. Kinematik değişkenler Nexus CGM2 modeli kullanılarak hesaplandı ve YTK bir Kistler kuvvet platformu kullanılarak ölçüldü. BMMS'de tanımlanan yüzey-temas parametreleri en iyileştirilerek hareketlerin ters dinamik benzeşimi gerçekleştirildi. Ters dinamik benzeşimle kestirimi yapılan sürtünme (SKk) ve yer tepki kuvvetleri (YTKk), kuvvet platformu ile kaydedilen sürtünme (SKd) ve yer tepki kuvvetleri (YTKd) ile karşılaştırıldı. Çalışmanın son aşamasında BMMS'te izlenen modelleme prensipleri izlenerek OpenSim benzeşim ortamında alt ekstremite kas-iskelet sistemi kuruldu (BMOS). Yürüme hareketi için BMOS'nin ters dinamik benzeşimi gerçekleştirilerek eklem torkları hesaplandı ve BMMS'nin benzeşimiyle hesaplanan değerlerle karşılaştırıldı. Çalışmanın bulguları BMMS'nin YTK değerlerini kuvvetli doğrusal ilişki ile %6'dan az hata ile kestirdiğini ortaya koymakla beraber SK değerlerini kestirmekte yetersiz olduğunu göstermektedir. BMMS ve BMOS'nin benzeşimiyle hesaplanan eklem torklarının genel davranışı benzer olmasına rağmen nicelik bakımından birbirleriyle paralellik göstermemektedir. BMMS'nin, biyomekanik özellikleri ve temas modeli geliştirildiğinde insan hareketinin dinamik benzeşiminde faydalı bir araç olacağı düşünülmektedir.