EKG Sinyallerini kullanarak Kalp Ritimlerinin Yapay Zekâ ile Sınıflandırılması

Günümüzde teknolojinin hızla ilerlemesi ile birlikte yapay zekâ yöntemleri de birçok alanda sıklıkla kullanılmaktadır. Yapay zekanın önemli kullanım alanlarından birisi de sağlık sektörüdür. Sağlık sektöründe erken teşhis, insan kaynaklı hataların minimuma indirilmesi gibi birçok durumda yapay zekâ yöntemleri kullanılmaktadır. Çalışmada açık kaynak erişimli internet sitesinden (kaggle.com) elde edilen 127710 adet EKG sinyallerine ait veri seti kullanılmıştır. Veri seti 100.710 adet eğitim, 1.500 adet veri de test ve kalan 25.000 adet veri ise doğrulama verisi olarak kullanılmıştır. Eğitim verileri için tasarlanan CNN modeli normal sinüs ritmi, supraventriküler erken atım, erken ventriküler kasılma, ventriküler ve normal atımın karışımı ve sınıflandırılamayan atım olmak üzere toplam beş sınıf için eğitilmiştir. Tasarlanan CNN modelinde hata oranı %5,3, duyarlık oranı %94,4, hassasiyet oranı %94,6, F-değeri ise %94,4 ve %94,7 doğruluk oranı olmak üzere beş farklı performans kriterine göre değerlendirilmiştir

İnsansız Hava Aracı ile Görüntü İşleme ve Yapay Zekâ Teknikleri Kullanılarak Yangın Tespiti: Örnek Bir Uygulama

Son yıllarda orman ve şehir yangınlarının artması tüm dünya için önemli bir sorun oluşturmaktadır. Ekolojik ve ekonomik açıdan büyük kayıplara sebep olan yangınlar, karbon döngüsünü bozarak orman dinamiklerine de ciddi zarar vermektedir. Bu doğrultuda yaşamın gerekliliği açısından önemli ekosistemlerden olan ormanların ve doğanın korunması önem arz etmektedir. Orman ve şehir yangınları ile mücadelede yangının erken tespiti büyük kayıpların önüne geçmektedir. Teknolojinin gelişimi ile birlikte yangınların erken tespit edilebilmesi amacıyla insansız hava araçları (İHA), yapay zekâ ve görüntü işleme tekniklerinden yararlanılmaktadır. Çalışmada, yangının erken tespiti üzerinde duruldu ve yangının erken tespit edilebilmesi için insansız hava aracı tasarlandı. Çalışmada, görüntü işleme ve yapay zekâ tekniklerinden yararlanılarak görüntülerde ateş tespiti yapılmakta ve akabinde yangın tespit edilen konum belirlenmektedir. Çalışmada sonuç olarak kullanılan mimarinin karmaşıklık matrisine göre performansı değerlendirilerek, %96 doğruluk, %98 duyarlılık, %89 özgüllük ve %96 kesinlik değerleri bulunmuştur. Gerçekleştirilen çalışma sayesinde yangının erken tespiti sağlanacak ve hızlı müdahale gerçekleştirilecektir

Latchable microfluidic valve arrays based on shape memory polymer actuators

We report arrays of latching microfluidic valves based on shape memory polymers (SMPs), and show their applications as reagent mixers and as peristaltic pumps. The valve design takes advantage of the SMP's multiple stable shapes and over a hundred-fold stiffness change with temperature to enable a) permanent zero-power latching in either open or closed positions (>15 h), as well as b) extended cyclic operation (>3000 cycles). The moving element in the valves consists of a tri-layer with a 50 μm thick central SMP layer, 25 μm thick patterned carbon-silicone (CB/PDMS) heaters underneath, and a 38 μm thick styrene ethylene butylene styrene (SEBS) impermeable film on top. Each valve of the array is individually addressable by synchronizing its integrated local Joule heating with a single external pressure supply. This architecture significantly reduces the device footprint and eliminates the need for multiplexing in microfluidic large scale integration (mLSI) systems

Mikroskop İle Tümleştirilmiş Tek Eksenli Çekme Cihazı İle Pdms’nin Viskoelastik Karakterizasyonu

Konferans Bildirisi-- İstanbul Teknik Üniversitesi, Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2017Conference Paper -- İstanbul Technical University, Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2017Polidimetilsiloksan (PDMS) ayarlanabilir mekanik ve yüzey özellikleri sayesinde biyomedikal, ilaç taşıyıcı sistemler, mikroakışkan çalışmalar ve biyolojik algılayıcılarda sıklıkla kullanılmaktadır. Günümüzde PDMS kullanılarak kontrollü bir şekilde mikron-altı (submicron) boyutta yapılar inşa edilmekte ve bu yapılar kullanılarak nanoNewton-altı kuvvetler ölçülebilmektedir. PDMS yapılardaki deformasyonları doğru bir şekilde kuvvet değerlerine çevirmek için PDMS’ye en uygun bünye (constitutive) modelin oluşturulması gerekmektedir. Doğrusal olmayan mekanik özelliklere sahip PDMS’nin detaylı bir karakterizasyonu yapılmış olmasına rağmen Poisson oranı rapor edilirken PDMS’nin viskoelastik özelliği hesaba katılmamıştır. PDMS için literatürde belirtilen Poisson oranı 0.45 ile 0.5 arasında değişmektedir. Poisson oranının kullanılan gerinim tanımından bağımsız ve statik şartlarda raporlanması eksik ve hatalı bir ifadedir. PDMS için detaylı bir Poisson oranı incelemesi içeren bu çalışmada tek eksenli bir çekme düzeneği optik mikroskop ile tümleştirilerek çekme esnasında test numunesinin belirli bölgelerinden mikroskop görüntüleri alınmıştır. Poisson oranını doğru ve eksiksiz olarak tanımlamak için PDMS’nin viskoelastik özelliği ve kullanılacak gerinim tanımları hesaba katılmıştır.Polydimethylsiloxane (PDMS) is frequently used in drug delivery systems, microfluidic devices, biomedical systems and biosensors due to its tunable mechanical and surface properties. In recent studies, the traction forces in sub-nanoNewton were measured by interpreting the deformation of PDMS micropillars which are precisely patterned at the submicron scale. Although PDMS is a well-known viscoelastic material, researchers did not take viscoelastic properties into account while reporting Poisson’s ratio. The reported Poisson’s ratio for PDMS varies between 0.45 and 0.50 and is considered time-independent despite of its viscoelasticity. Defining Poisson’s ratio as a constant without referring to any strain definition provides an incomplete and incorrect picture. In this study, a detailed study of Poisson’s ratio of PDMS will be carried out by integrating a uniaxial tensile stretcher with an optical microscope to capture images of a certain area in the field of view during stretching. We took viscoelastic properties of PDMS and strain definition into account to make a complete and proper definition of Poisson’s ratio

Doğu Akdeniz Bölgesi’nde Örtü Altı Organik Domates Üretiminde Hastalık, Zararlı ve Yabancı Otların Mücadelesinin Yönetimi

Bu çalışma, 2004-2007 yılları arasında Alata Bahçe Kültürleri Araştırma Enstitüsü’ne ait organik-topraklı, topraksız kültür (organik-inorganik yetiştirme ortamları) ve kontrol seralarında yürütülmüş olup, örtü altı organik domates yetiştiriciliğinde karşılaşılan hastalık, zararlı ve yabancı otlara karşı organik tarıma uygun mücadele yöntemlerinin uygulanabilirliği, en uygun sulama programı araştırılmıştır. Organik-topraklı sera ve organik-inorganik kökenli dört farklı yetiştirme ortamlarından oluşan topraksız kültür seralarında her türlü girdiler ve yapılacak işlemler Tarım Bakanlığınca yayımlanan organik tarım yönetmeliğe uygun olarak seçilmiştir. Organik-topraklı seradan elde edilen ürüne ‘organik ürün’ sertifikası alımına yönelik gerekli denetlemeler danışman kuruluş tarafından yapılarak ürün sertifikalandırılmıştır. Örtü altı organik domates yetiştiriciliğinde kültürel önlemlerden solarizasyonun yanı sıra yararlı mikrorganizmalardan da yararlanılması ile hastalık, zararlı ve yabancı ot kontrollerinde mücadele sayısının azaltıldığı ve verimde geleneksel yetiştiriciliğe oranla ekonomik anlamda bir azalma görülmediği sonucuna varılmıştır. Organik topraklı, kontrol serası ve farklı yetiştirme ortamlarında organik domates yetiştiriciliğinde su kullanım etkinliği değerleri her üç deneme yılında da artan sulama suyuna bağlı olarak azalma göstermiştir. Organik-inorganik kökenli farklı yetiştirme ortamlarından oluşan topraksız kültür yetiştiriciliğinin ise gerek topraktan kaynaklanan hastalık, nematod ve yabancı ot çıkışının olmaması gerekse erkenci olması açısından dolayı özellikle toprağın bulaşık olduğu alanlarda organik-topraklı tarıma alternatif bir yetiştiricilik olabileceği kanısına varılmıştır

Shape programmable multi-stable polymer actuators

Recent advances in soft actuators have enabled systems that are safer to interact with, better at handling fragile objects, able to produce complex shapes with fewer components. However, being inherently soft differs these actuators from their rigid counterparts and requires the development of particular approaches to achieve complex and advanced functionalities. This thesis contributes to the soft actuator field through their integration with shape memory polymers (SMPs) to add attributes such as reconfiguration, latchability, and load-bearing. In this study, SMPs are combined with 1) pneumatic, 2) dielectric elastomer, and 3) electromagnetic soft actuators. I developed a matrix of densely-packed individually addressable latchable microfluidic valves driven with a single pneumatic source combined with SMPs and stretchable heaters. Microfluidic platforms with 4x4 and 4x2 valve matrices in a 15mm x 15mm area are demonstrated. The valves are individually addressable and latchable allow extended cycles (>3000) and long-term latching (>15h). This method enables to increase the number of actuators independently of the pressure controller. It is an effective technique to address the large array of pneumatic actuators and is a promising approach to develop microfluidic large-scale integration systems. I created reconfigurable and multi-stable soft surfaces by integrating dielectric elastomer actuators (DEAs) with SMP fibers and an array of stretchable heaters. Multiple distinct configurations are dynamically programmed by spatially tuning the rigidity of SMP fibers, locally reducing their stiffness by two orders of magnitude by Joule heating. In this system, the orientation and the location of the soft and hard regions define the deformed shapes when the DEA is actuated. Multimorphing ability is demonstrated by gripping objects with different shapes. Cooling down the SMP fibers locks these shapes into place and allows keeping the device in the actuated state at zero power. I developed an analytical model combining beam theory and shape memory effect to determine the design parameters for large deformations (>300° tip deflection angle) and high blocking forces (>27mN). Finally, I developed shape programmable electromagnetic soft beams with multiple degrees of freedom by embedding liquid metal coils in silicone structure with SMP hinges. Each hinge is individually addressable by Joule heating and can twist or bend depending on the direction of the magnetic field. All types of deformations can be locked by cooling down the SMP layers. When cold, the beam has a robust mechanical structure and allows high blocking forces. Complex shape profiles are achieved through hierarchical deform-and-latch operations, a useful feature for applications that require sophisticated transformations

Reconfigurable and Latchable Shape‐Morphing Dielectric Elastomers Based on Local Stiffness Modulation

Programmable soft materials exhibiting dynamically reconfigurable, reversible, fast, and latchable shape transformation are key for applications ranging from wearable tactile actuators to deployable soft robots. Multimorph soft actuator sheets with high load-bearing capacity are reported, capable of bending on multiple axis, made by combining a single dielectric elastomer actuator (DEA) with two layers of shape memory polymers (SMPs) fibers and an array of stretchable heaters. The rigidity of the SMP fibers can be reduced by two orders of magnitude by Joule heating, thus allowing the orientation and location of soft and hard regions to be dynamically defined by addressing the heaters. When the DEA is then actuated, it bends preferentially along the soft axis, enabling the device to morph into multiple distinct configurations. Cooling down the SMPs locks these shape changes into place. A tip deflection angle of over 300° at 5 kV is achieved with a blocking force of over 27 mN. Devices using two antagonistic DEAs are also reported that attain more complex shapes. Multimorphing is demonstrated by gripping objects with different shapes. An analytical model is developed to determine the design parameters that offers the best trade-off between large actuation and high holding forces