Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/13976
Title: Αναγνώριση παρκινσονικού και ιδιοπαθούς τρόμου και διερεύνηση καταστολής του με τη χρήση ρομποτικού εξωσκελετικού γαντιού
Other Titles: Identification of Parkinson's and Essential tremor and investigation of its suppression via use of robotic exoskeletal glove
Authors: Σκαραμαγκάς, Βασίλειος
Keywords: Πάρκινσον
Ιδιοπαθής τρόμος
Εξωσκελετικό γάντι
Τεχνητοί πνευματικοί μύες
Τρέμουλο
Ρομποτικό γάντι
Ρομποτική
Βιοϊατρική
Καταστολή τρόμου
Αναγνώριση τρόμου
Μηχανική μάθηση
Keywords (translated): Machine learning
Exoskeleton
Parkinson
Tremor
Robotic glove
Robot
Tremor identification
Tremor suppression
Abstract: Η ερευνητική περιοχή που εξετάζεται στην παρούσα διπλωματική εργασία καλύπτει θέματα ελέγχου τεχνητών πνευματικών μυών με σκοπό τη διερεύνηση καταστολής του παρκινσονικού και ιδιοπαθούς τρόμου, ενώ παράλληλα επιχειρείται η αναγνώριση και ο διαχωρισμός των δύο αυτών ειδών τρόμου με τη χρήση μηχανικής μάθησης. Η ερευνητική πορεία αρχίζει με τη βιβλιογραφική ανασκόπηση και τη μέλετη άρθρων συσχετιζόμενων με τον παρκινσονικό και τον ιδιοπαθή τρόμο, τα χαρακτηριστικά και τα συμπτώματα, τις συνέπειες του κάθε είδους στον άνθρωπο, και ολοκληρώνεται με τους ιατροφαρμακευτικούς και εξωσκελετικούς τρόπους αντιμετώπισής αυτών. Έπειτα, πραγματοποείται βιβλιογραφική αναζήτηση στους τεχνητούς πνευματικούς μύες, στα πλεονεκτήματά τους έναντι άλλων ενεργοποιητών, στον τρόπο λειτουργίας τους και τέλος αναφέρονται εφαρμογές αυτών με σκοπό την καταστολή του τρόμου. Στη συνέχεια επεξηγούνται οι μεθοδολογίες που ακολουθήθηκαν για τα πειράματα και τον τρόπο καταστολής του τρόμου και ελέγχου των τεχνητών πνευματικών μυών, καθώς και για την αναγνώριση και κατηγοριοποίηση των ειδών τρόμου. Συγκεκριμένα, αναλύεται η προσπάθεια διαχωρισμού των δύο ειδών τρόμου και η χρήση αλγορίθμων μηχανικής μάθησης για την αναγνώριση αυτών μέσω των διαδικασιών της εκπαίδευσης και της πρόβλεψης, κάνοντας χρήση μετρήσεων από ασθενείς και υγιείς εθελοντές. Για την εύρεση των βέλτιστων αλγορίθμων, έγινε εκτενής ανάλυση της αποδοτικότητας τους και παρουσιάστηκε η επεξήγηση των σχετικών αποτελεσμάτων. Στο πλαίσιο μελέτης της καταστολής του τρόμου, αναπτύχθηκε η σχετική πειραματική διάταξη του γαντιού και παρουσιάστηκαν αναλυτικά τα μέρη και ο εξοπλισμός από τα οποία αποτελείται και οι λόγοι για τους οποίους επιλέχθηκε το κάθε μέλος, καθώς και ο τρόπος λειουργίας αυτών. Για τη μελέτη της απόδοσης των στρατηγικών ελέγχου των τεχνητών μυών και της καταστολής του τρόμου, πραγματοποιήθηκαν εκτενή πειράματα σε ασθενή με ιδιοπαθή τρόμο, τα αποτελέσματα των οποίων παρουσιάζονται και εξηγούνται αναλυτικά με τη συμβολή σχημάτων και διαγραμμάτων. Εν κατακλείδι, παρουσιάζεται μια σύνοψη όλων των αποτελεσμάτων σε συνδυασμό με την αποτίμηση αυτών και την πιθανή μελλοντική αξιοποίηση των θεμάτων με τα οποία καταπιάστηκε η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία.
Abstract (translated): The research area under consideration in this thesis covers topics of pneumatic arti - cial muscles control for the purpose of investigating Parkinson's and Essential tremor's suppression, while attempting to identify and separate these two types of tremor using machine learning. The research begins with the literature review and the study of articles related to Parkinson's and Essential tremor, features and symptoms, the consequences of each type on humans, and concludes with the medical and robotic ways of treatment. Then, a bibliographical search is made on the arti cial pneumatic muscles, their advantages over other types of actuators, their mode of operation, and nally their applications to tremor suppression. In the sequel, the methodologies used for for the identi cation and categorization of the tremor types, as well as the experimental evaluation of arti cial pneumatic muscles for tremor suppression, are being analyzed. Speci cally, an attempt was made to separate the two types of tremor and use machine learning algorithms to identify them, through training and prediction processes acquired via tremor patients and healthy volunteers. For nding the best algorithms, an analysis was performed and an explanation of the relevant results was presented. In the context of investigating the tremor suppression potential, the design of the exoskeleton glove provided by Lule a University of Technology was properly modi ed, its parts and equipment were presented along with the reasons for their particular selection. To study the performance of arti cial pneumatic muscle control strategies and tremor suppression, extensive experiments were performed on a patient diagnosed with Essential tremor, the results of which are presented and explained in detail with the contribution of gures and diagrams. In conclusion, a summary of all the results was presented with their evaluation and the possible future exploitation of the issues with which this thesis has dealt with.
Appears in Collections:Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Nemertes_Skaramagkas(ele).pdf5.97 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.