Yürüme Döngüsünün Ters Sarkaç ile Analizi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2025

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Aysel Gizem ÖzCAN

Danışman: Nuray Korkmaz Can

Özet:

Yürüme, insan yaşamının temel motor davranışlarından biri olup, günlük aktivitelerin önemli bir bölümünü oluşturmaktadır. Yürümenin altında yatan biyomekanik prensiplerin anlaşılması, hem normal hem de patolojik yürüyüşün değerlendirilmesi açısından kritik bir öneme sahiptir. Bu bağlamda, yürüme sırasında ortaya çıkan eklem hareketleri, kas kuvvetleri ve yer tepki kuvvetleri gibi biyomekanik parametrelerin modellenmesi; klinik değerlendirme süreçleri, robotik sistem tasarımları ve ampütasyon durumlarının analizi açısından önemli katkılar sunmaktadır.

İnsan yürüyüşünün karmaşık yapısı, bu hareketin matematiksel olarak modellenmesinde çeşitli sadeleştirme yaklaşımlarının kullanılmasını gerekli kılmaktadır. Bu çalışma kapsamında, insan yürüyüşünün analizinde yaygın olarak kullanılan sarkaç temelli modeller kapsamlı biçimde incelenmiştir. Özellikle lineer ters sarkaç modeli ile yay yüklü ters sarkaç (Spring Loaded Inverted Pendulum, SLIP) modeli ayrıntılı olarak ele alınmış ve bu modellerin hem normal hem de ampütasyon sonrası yürüyüşü temsil etme düzeyleri literatürdeki deneysel bulgular ışığında değerlendirilmiştir.

Analizler sonucunda, ters sarkaç tabanlı modellerin hesaplama açısından pratik, parametrik olarak sade ve farklı yürüme koşullarına uyarlanabilir yapıda oldukları belirlenmiştir. Karşılaştırmalı incelemeler, özellikle ters sarkaç modelinin alt ekstremite kinematiğini ve ampütasyon sonrası yürüyüş dinamiklerini yüksek doğrulukla temsil edebildiğini göstermiştir.

Elde edilen sonuçlar, ters sarkaç temelli modellerin hem normal hem de ampütasyon sonrası yürüyüş analizinde güçlü ve uygulanabilir bir araç olduğunu ortaya koymaktadır.