An autonomous area coverage method for endoscopic capsule robots
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Boğaziçi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: İBRAHİM ÖMER ÇELİK
Danışman: SADIK FİKRET GÜRGEN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Aktif olarak kontrol edilebilen kapsül robotlar, endoskopik incelemelerde kullanılmak üzere geliştirilen yeni bir teknolojidir. Bu teknoloji sayesinde sindirim sisteminde meydana gelen çeşitli kanser türleri, Crohn hastalığı, ülseratif kolit ve kanama gibi birçok mide ve bağırsak hastalıkları teşhis edilmektedir. robotik kapsüller ile kapsamlı bir taramanın sağlanması, bu tür kritik hastalıkların tespiti açısından büyük önem arz etmektedir. Bu ̧calışmada, aktif kapsül robotlar için insan gastrointestinal yolunu en yüksek seviyede görüntülemeyi amaclayan bir otonom alan tarama yöntemi önerilmektedir. Çalışma kapsamında geliştirilen simülasyon ortamı sayesinde, kapsül robotları manyetik alan ile otonom olarak yönlendirebilmeyi öğrenen bir derin takviyeli öğrenme modeli eğitilmiştir. Metodumuzun hem fiziksel hem de görsel olarak gerçekçiliği sağlanan kapsül endoskopi koşullarında başarılı bir şekilde hareket edebildiği ve temel alan tarama yöntemlerine kıyasla daha iyi sonuçlar verdiği gösterilmiştir. Ayrıca, kapsül robotlara yer tayini ve üç ̧ boyutlu haritalama yeteneklerini kazandırmak için bir görsel odometri ve derinlik öğrenme yaklaşımı sunulmaktadır. Bu yaklaşımda, simülasyon ortamında elde edilen sentetik endoskopi verileri kullanılarak birden fazla evrişimli sinir ağı herhangi bir referans verisine ihtiyaç duymaksızın eğitilmiştir. Eğitilen bu modellerin hem sayısal hem de niteliksel değerlendirmeleri poz ve derinlik kestirimi ile beraber üç boyutlu yüzey oluşturma işlemi üzerinde sunulmuştur. Sonuçlar, önerdiğimiz yer tayini ve haritalama yöntemlerinin eşlik ettiği öğrenmeye dayalı otonom alan tarama konseptinin, mevcut ve gelecek nesil kapsül robotların önemli yazılım bileşenleri olması ve ileride endoskopik sistemlerin geliştirilmesinin önünü açması bakımından yüksek bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.