ÖZET Bu çalışmada, el kaslarının güçlenmesi için fizyoterapide kullanılan fizyoterapi topları ile tasarlanan bir bilgisayar oyunu sunulmuştur. Geliştirilen projede fizyoterapi tedavisi sürecinde kullanılan topların kullanımını eğlenceli ve etkin hale getirmek amaçlanmıştır. Projenin hedef kitlesi el kaslarının geliştirilmesi için fizyoterapiye ihtiyaç duyan bütün hastalardır. Bu makalede, kullanılan metodlar, donanımlar ve alanyazında yer alan ilgili çalışmalar anlatılmıştır.
Günümüzde hastanelerde uygulanan tedavi sonrasındaki süreç önem taşımaktadır. Son zamanlardaki istatistikler Amerikada yaşayan dört milyon uzerinde insanın beyin kanamasından sonra yan etkiler ile hayatına devam etmek zorunda kaldıklarını gösteriyor. Beyin kanamasının sonucu olan felç rahatsızlığında, hastalar rehabilitasyon tedavisine hemen başlamak ve belirli bir süre boyunca devam etmek zorundadır.. Sağlık sistemindeki değişimlerden dolayı felç gibi rahatsızlıkları bulunan hastalar geçmişe göre daha kısa süre hastanede yatırılıp, taburcu edilmektedir. Bu yüzden hastaların evlerinde egzersizlerine devam etmeleri büyük önem taşımaktadır. Rehabilitasyonla basit becerileri tekrar kazanmak ve mümkün olduğunca tek başına iş yapabilir hale gelmek amaçlanmaktadır. Fakat terapi servisleri kısıtlı bir şekilde çalışmakta ve birçok hasta motivasyon ve terapi merkezine ulaşımla ilgili sorun yaşamaktadır. Bu dökümanda el kaslarını geliştirmek için kullanılan rehabilitasyon toplarının bilgisayar oyunu ile hastaları motive etmek mümkün olduğu gösterilmiştir. Aynı zamanda hastaların tedavilerini evde sürdürmelerine de olanak sağlamıştır. Literatürde el fizyoterapisinde kullanılan birkaç başarılı bilgisayar oyunu bulunmaktadır. Aşağıda listelenen bu çalışmalar bu hipotezin doğruluğunu göstermekte ve desteklemektedir.
MusicGlove, klinik olarak 2 hafta içinde el fonksiyonunu iyileştirdiği kanıtlanmış bir el terapi cihazıdır.Etkili bir müzikal oyun oynarken kullanıcıları yüzlerce terapötik el ve parmak egzersizini yapmaya motive ederek çalışır. Cihazı kullanmak için, MusicGlove'u elinize koymanız, kişisel dizüstü bilgisayarınız yada tabletinize ilgili cihazları bağlayıp oynat tuşuna basmanız yeterlidir.Ardından, her bir notanın ekranda süzülmesi sırasında birlikte ilerleme ve uygun sıkma hareketleri ile oyuna devam edilir. kullanarak daha eğlenceli bir ortam sağlamaktır. Sanal nesneleri sorunsuz bir şekilde gerçek bir ortama yerleştirilir ve hastalar motive edici bir oyun senaryosunda onlarla etkileşime girebilir. Vibrotaktil aktüatörler gerçek nesnelere tutturulduklarından hasta, görsel-işitsel geribildirim yanı sıra haptik geribildirim yaşayabilir. Kullanılabilirlik sonuçları, vibortaktürün geri bildirimlerinin, ciddi oyunların hem oyunların gerçekçiliği hemde oyuncunun motivasyonunu artırma anlamında önemli avantajlar sağladığını göstermektedir.
Fish Tank Computer Game[3]: Bu çalışma, sanal gerçeklik (AR) teknolojisini hava basınç algılama cihazı ve oyun temelli öğrenme kavramını birleştiren bir sistem geliştirilmiştir. AR oyun sisteminde, el yaralanmalarının farklı kademelerine sahip hastalar, el fonksiyonlarının rehabilitasyonunu sağlamak için bilye basıncını kontrol ederek oyuncak topu sıkabilir ve bir balık tankı şeklindeki bilgisayar oyununu manipüle edebilir.
Yukarıda bahsedilen çalışmalar oyunlarda girdi olarak farklı metaryaller kullanmaktadır. Bizim çalışmamız ise girdi olarak birebir el fizyoterapi seanlarında kullanılan metaryalin bilgisayar oyununa adapte edilmesine prensibine dayanır.
Bu sistem fizyoterapide kullanılan el egzersizlerini daha eğlenceli hale getirmeyi amaçlar. Fizyoterapi topunu sıktığımızda içerisinde oluşan hava basıncı , barometrik sensörün içinde bulunduğu bir tüpe aktarılır. Barometrik sensörle okunan bu değer ardunio devresine iletilmekte ve daha sonra devre üzerinden bilgisayar oyununa aktarılmaktadır. Oyun içerisinde gelen veri girdi olarak kullanılıp ,oyunda kullanılan karakterin hareket etmesi sağlanır (Şekil 1).
Şekil 1. Sistemin Yapı Şeması Kullanıcının oyunu daha aktif bir şekilde oynayabilmesi için kuş karakteri ve kuşun aşması gereken sütunlar kullanılmıştır (Şekil 2).
Şekil 2. Oyun Görüntüsü Şekil 3. Donanım Araçları Bu uygulama tek tip kullanıcıdan oluşur. İlgili kullanıcı oyunu oynayan kişidir.
Sistem kısıtlaması , barometrik sensör , rehabilitasyon topu ve arduino barındıran squeeze the ball mekanizmasıdır.
Kullanıcı usb desteği bulunan bir bilgisayara sahip olmalıdır.
Gereksinim özellikleri için yapılan varsayımlar; Oyunun yüklendiği bilgisayarın windows tabanlı olması ve arduino bağlantısı için usb portunun bulunması.
Bu bilgisayarın oyun için gereken grafik cpu gereksinimini karşıladığı.
Arduinoda yapılan oyun giriş ekranı ile kullanıcıyı karşılar. Giriş ekranında fare kullanılarak oyun başlatılır. Oyundaki ana karakter kuştur. Kullanıcı topu sıkarak basınç değeri oluşturur. Oluşan basınç değişiklikleri algılanıp oyuna girdi olarak kuşa iletilir. Bu sayede kuşun hareket etmesi mümkün kılınır. Hedef ise kuşun yere düşmemesi ve karşılaşacağı sütun engellerine çarpmamasıdır. Kuşun havada kalması kullanıcının oyunu oynandığı müddetçe topu eli ile sıkmasına bağlıdır. Kullanıcı Topu sıkmayı bıraktığı an kuş düşüşe geçer. Kullanıcı yere çarpınca eksi on puan kaybeder, sütuna çarptığında ise oyun durur. Yere çarpma hakkı 10 kezdir. Ayrıca kullanıcının topu daha çok sıkması ve oyundan daha çok zevk alabilmesi için oyunda sütun aralarına bonus altınlar konulmuştur. Gerekli sertlikte topu sıkar ise kullanıcı en yukarılara konumlandırılmış olan bu bonusları toplayabilir ve topladıkça artı on puan kazanır. 3.2 İşlevsel Olmayan Gereksinimler 3.2.1 Harici Arayüz Gereksinimleri 3.2.2 Kullanıcı Arayüzü Gereksinimleri 1. Sistem kullanımı kolay olmalıdır.
2. Kullanıcı sadece fizyoterapi topunu sıkarak oyunu oynayabilmelidir.
3. Sistem kullanıcının topu sıkarak oluşturduğu basıncı ölçebilmelidir. 3.2.3 Donanım Arayüzü Gereksinimleri 1. Bilgisayarın usb desteği bulunmalıdır. 2. Bilgisayar windows tabanlı bir işletim sistemine sahip olmalıdır. 3. Bilgisayar oyunun gerektirdiği cpu ve grafik kartı gibi gereksinimleri karşılanmalıdır. 4. Kullanıcı arduino, barometrik rehabilitasyon topu içeren squeeze mekanizmasına sahip olunmalıdır.
sensör the
ve Ball Oyun Squeeze the Ball mekanizmasından gelen sensör verisini girdi olarak alır ve oyun içerisindeki karaktere aktararak , karakterin hareket etmesini sağlanmalıdır.
Başarısız olunana kadar oyun devam edebilmelidir.
Uygulama arduino, barometrik sensör kullanılarak çalıştırılmalıdır.
Sistem herhangi bir yerde internet bağlantısı olmadan da kullanılabilmelidir.
3.2.1 Harici Arayüz Gereksinimleri 3.2.2 Kullanıcı Arayüzü Gereksinimleri 3.2.3Donanım Arayüzü Gereksinimleri 3.2.4 Yazılım Arayüzü Gereksinimleri 3.2.5 Performans Gereksinimler 3.2.6 Donanım Gereksinimleri 3.2.7 Mevcudiyet Koşulları 4. Sonuç ve Gelecekteki Çalışmalar Özetle, geliştirdiğimiz oyun ile rehabilitasyon hastalarının tedavi süresini daha eğlenceli hale getirip, hastaların tedavi görürken bir yandan da motive olmaları amaç edinilmiştir. Aynı zamanda geliştirilen bu oyun ile beraber, rehabilitasyon hastalarının tedavi süresini evlerinde sürdürebilmelerine de olanak sağlanmaktadır. Alan uzmanı doktorlar ve rehabilitasyon hastaları ile yapılan görüşme sonuçlarına gore, geliştirilen uygulamanın hastaların tedavisinde daha istekli ve arzulu çalışmalarına olananak sağlayacağı saptanmıştır.
Bu pilot çalışma kapsamında, rehabilitasyon süresince kullanılan 3 farklı topdan en sert kırmızı renk top kullanılmıştır. Oyunun gelecek versiyonlarında oyun performansı ve elektronik altyapı dahada geliştirilerek orta sert olan yeşil ve yumuşak olan mavi toplarında kullanılabileceği bir sistem tasarımı yapılması planlanmaktadır.
Projeye katkı sunan arkadaşlarımız Duygu Gürbüz ve İrem Bulanık’a teşekkür ederiz.
Teşekkür
[1] Friedman, N., Chan, V., Zondervan, D., Bachman, M., & Reinkensmeyer, D. J. (2011, August). MusicGlove:
rehabilitation by using functional grips to play music. In
2011 Annual International Conference of the IEEE (pp. 2359-2363). IEEE. [2] Alamri, A., Kim, H. N., Cha, J., & El Saddik, A. (2010).
[3] Wang, H. S., Hsu, C., Chiu, D., & Tsai, S. N. (2010,
enhance hand rehabilitation. In Education Technology and Computer (ICETC), 2010 2nd International
ÖZGEÇMİŞ(LER)
2004 yılında Süleyman Demirel Üniversitesi Elektronik ve Haberleşme Mühendisliğinden mezun olmuş, 2008 yılında ise Atılım Üniversitesinde Bilgisayar Mühendisliğinden yüksek lisans derecesini almıştır. 2017 yılında ise ODTU Bilgisayar Teknolojileri ve Eğitimi bölümünden doktora derecesini almıştır. Şu anda Atılım Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliğinde Öğretim Görevlisi olarak görev yapmaktadır. İlgi alanları uzaktan eğitim, eğitim teknolojileri, bilgisayar programlama ve genetik algoritmalardır.
2008 yılında Hacettepe Üniversitesi, Bigisayar Teknolojileri ve programlama Ön Lisans programından, 2013 yılında ise Eskişehir Anadolu Üniversitesi, İşletme Lisans programından mezun olmuştur. 2017 yılında ise Atılım Üniversitesi, Bilgisayar Mühendisliği Lisans programından mezun olmuştur. Başlıca ilgi alanları; 3 boyutlu modelleme, bilgisayar oyunu tasarımı, yapay zeka.
2010 yılında Selçuk Üniversitesi , Bigisayar Teknolojileri ve programlama Ön Lisans programından, 2017 yılında ise Atılım Üniversitesi, Bilgisayar Mühendisliği Lisans programından mezun olmuştur.
Başlıca ilgi alanları; android programlama, bilgisayar oyunu tasarımı, 3 boyutlu modelleme. .