E-ISSN: 2587-0351 | ISSN: 1300-2694
Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi - Pamukkale Univ Muh Bilim Derg: 27 (5)
Cilt: 27  Sayı: 5 - 2021
1. 
Kapak-İçindekiler
Cover-Contents
Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi
Sayfalar I - V

2. 
Çok robotlu görev atama probleminde merkezi Q-öğrenme kullanmak için etkili bir yöntem
An effective method to use centralized Q-learning in multi-robot task allocation
Hatice Hilal Ezercan Kayır
doi: 10.5505/pajes.2021.90490  Sayfalar 579 - 588
Çok robotlu sistemlerde Q-öğrenme yönteminin kullanımı oldukça problemlidir. Çok robotlu sistemlerde, robotun bağımsız karar verme ve hareket etme mekanizmaları nedeniyle dinamik ve kısmen gözlemlenebilir yapıya sahiptir. Oysa, Q-öğrenme yöntemi teorik olarak Markovian olarak nitelendirilebilecek ortamlar üzerinde tanımlanmıştır. Çok robotlu sistemlerde Q-öğrenmeyi uygulamanın bir yolu, merkezi öğrenmedir. Merkezi öğrenme, tüm sistemin durum uzayı ve tüm robotların tümleşik hareket uzayları için optimal Q-değerlerini öğrenir. Bu durumda, sistem statik olarak değerlendirilmekte ve optimal çözüm yakınsama mümkün olmaktadır. Ancak, merkezi öğrenme, çevre hakkında tam bilgi edinmeyi, robotlar arası iyi bir haberleşme sağlanmasını ve iyi hesaplama gücü gerektirir. Özellikle büyük sistemler için, robot sayısındaki artışla birlikte üstel büyüyen öğrenme uzayı boyutu nedeniyle hesaplama maliyeti çok yüksek olmaktadır. Bu çalışmada önerilen yaklaşım olan subG-CQL, sistemin görev yapma yeteneklerini olumsuz yönde etkilemeden genel sistemi küçük boyutlu alt gruplara ayırır. Her bir alt grup daha az sayıda robottan oluşur, daha az görev yapar ve kendi ekibi için merkezi bir şekilde öğrenir. Böylece öğrenme alanı boyutu makul bir düzeye indirilir ve gerekli iletişim aynı alt gruptaki robotlarla sınırlı kalır. Merkezi öğrenmenin kullanılması nedeniyle başarılı sonuçlara ulaşılması beklenmektedir. Deneysel çalışmalar, önerilen algoritmanın sistemin görev atama performansında artış ve sistem kaynaklarının verimli kullanımını sağladığını göstermektedir.

3. 
Sınır zekâ ve zihinsel yetersizliği olan çocuklarda WISC-R profillerinin makine öğrenme algoritmaları ile incelenmesi
The investigation of WISC-R profiles in children with border intelligence and intellectual disability with machine learning algorithms
Sinan Altun, Ahmet Alkan, Hatice Altun
doi: 10.5505/pajes.2020.53077  Sayfalar 589 - 596
Bilgisayar destekli tanı (BDT) sistemleri, çeşitli hasta bilgilerini kullanarak doktora yardımcı karar destek sistemi oluşturmak amacıyla son yıllarda sıklıkla kullanılmaktadır. Bu çalışmada BDT sistemine yönelik yapılan karar ağaçları algoritması uygulamasıyla, Wechsler Çocuklar için Zekâ Ölçeği (WISC-R) profillerinin, sınır zekâ (SZ), hafif ve orta düzeyde zihinsel yetersizlik (ZY) teşhisindeki sınıflandırma başarısının karşılaştırılması amaçlanmıştır. Çalışmanın veri seti DSM-V’ e göre tanı konan 50 SZ, 61 hafif düzeyde ZY ve 21 orta düzeyde ZY olmak üzere toplam 132 hastanın WISC-R testi sonuç raporları kullanılarak oluşturulmuştur. WISC-R puanlarının sonuca etkisinin karşılaştırılabilmesi için 132 hastanın test puanları: toplam, sözel ve performans zekâ bölümü puanları; sözel ve performans zekâ bölümü alt ölçek puanları ve bu ikisinden oluşan 3 ayrı veri seti oluşturulmuştur. WISC-R testinin bütün puan türlerini içeren veri setinde, ilk iki düğüm toplam zekâ bölümü puanı seçilmiş ve burada 132 hastadan 108’i başka bir özniteliğe bakılmaksızın sınıflandırılmıştır. Karar ağacında, toplam zekâ bölümü puan türünü içeren birinci ve üçüncü veri setleri 0.91 gibi yüksek sınıflandırma başarısı elde etmişlerdir. Bu çalışma sonuçları, SZ, hafif ve orta düzeyde ZY teşhisinde, karar ağaçları algoritmasında WISC-R profillerinden toplam zekâ bölümü puanının en etkili olduğunu ve BDT sistemlerinin mümkün olabileceğini göstermektedir.

4. 
Yük hücresi temelli Segway’in PID kontrolör kullanarak gerçek zamanlı kontrolü
Real-time control of load cell based segway using PID controller
Muhammed Mustafa Kelek, Yuksel Oguz, Ugur Fidan, Tolga Özer
doi: 10.5505/pajes.2021.72708  Sayfalar 597 - 603
Bu çalışmada, yük hücresi temelli Segway’in gerçek zamanlı uygulaması gerçekleştirilmiştir. Segway üzerine yerleştirilen dört adet yük hücresi ile sistemin kontrolü PID kontrolör tarafından sağlanmaktadır. Yük hücresinden gelen kütle bilgilerine ait analog sinyaller 24 bit çözünürlüklü HX711 tümleşik entegre ile sayısal sinyallere dönüştürülmektedir. Sayısal sinyallere dönüştürülen veriler senkron seri haberleşme protokolü üzerinden mikroişlemci ile aracılığı ile anlamlandırılmaktadır. Ölçülen kütle bilgisine göre sistemin dinamik modelinin çıkışı anlık olarak güncellenebilmektedir. Bu işlem maksimum yunuslama açısını güncellemektedir. Böylelikle Segway’in kontrolü kolaylaşmakta ve kullanıcının araç üzerinden düşme riski azaltılmaktadır. Sistemin kontrolü ARM mimariye sahip STM32F103C8T6 mikroişlemci kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Aracın gerçek zamanlı uygulaması sırasında Fırçasız Doğru Akım Motoru’nun (FDAM) akım değerleri ve motor dönüş hız bilgileri elde edilmektedir. Ayrıca SD kart modülü yardımıyla 12 adet farklı veri SD kart üzerine kaydedilmektedir. Karta kaydedilen veriler sonucunda yük hücrelerinin tekrarlama testinde her bir yük hücresinin korelasyon değeri 0,99 olarak elde edilmiştir. Sonuçta Segway üzerindeki kütlenin ölçüm hata oranı %1 olarak elde edilmiştir.

5. 
Hücresel kullanıcı ile eşzamanlı kanal paylaşan cihaz-cihaz haberleşmesi için kanal paylaşımı ve zamanlaması
Resource sharing and scheduling in device-to-device communication underlying cellular network
Bilge Kartal Çetin, Nuno K. Pratas
doi: 10.5505/pajes.2021.71597  Sayfalar 604 - 609
Cihaz-Cihaz (CCH) haberleşmesi, gelecekteki 5G ağları için gelecek vaat eden teknolojilerden biridir. Hücresel şebekelerde CCH'nin kullanılması kapasite ve gecikme bakımından kazanç sağlamıştır. Bununla birlikte, CCH’nin hücresel kullanıcı ile ortak kanalı kullandığı durumda ana endişe, CCH kullanıcısı ve hücresel kullanıcı arasındaki karşılıklı girişimden dolayı hücresel kullanıcı için hizmet kalitesidir. Hücresel kullanıcının hizmet kalitesini (QoS) ihlal etmeden D2D haberleşmenin sağladığı kazançtan faydalanmak için kaynak paylaşımı önemli bir tasarım kriteridir. Bu çalışmada, Cihaz-Cihaz haberleşmesinin hücresel kullanıcının yukarı yönlü bağlantısını ortak kullandığı bir senaryoda kaynak paylaşım sorununu incelemek amacıyla bir optimizasyon modeli sunuyoruz. Önerilen modeli, birden çok CCH çiftinin bir hücresel kullanıcının yukarı bağlantı kaynağını paylaştığı örnek bir kaynak paylaşım senaryosu için kullanarak farklı parametre ayarları için gecikme ve toplam veri hızını inceliyoruz. Sonuç olarak, az sayıda D2D çiftinin hücresel kaynakları yeniden kullanmasının toplam veri hızı açısından önemli olduğunu gözlemledik.

6. 
Manifold bozulması ile imge kalitesi değerlendirme
Image quality assessment based on manifold distortion
Mehmet Türkan
doi: 10.5505/pajes.2020.69158  Sayfalar 610 - 617
Görüntü parçacık manifoldları perspektifinden, yeni bir tam referans görüntü kalitesi değerlendirmesi çerçevesi oluşturularak bir görüntü kalitesi metriği önerilmektedir. Çoğu doğal sahnenin düşük boyutlu manifoldlardan veya alt-manifoldlardan örneklendiği varsayılarak, yapısal varyasyonlarda algılanan görüntü bozulmaları yüksek derecede doğrusal olmayan görüntü manifoldlarının yüzeylerinde nicel olarak değerlendirilebilir. Manifold bozulması görüntü kalite endeksi önce uzamsal olarak yerel parçacık uzaylarının yerel doğrusal manifold yapılarının içsel geometrik özelliklerini karakterize etmekte ve daha sonra bozulma endeksini hesaplamak için orijinal pürüzsüz manifold yapısından sapmayı ölçmektedir. Deneysel sonuçlar hem öznel değerlendirme hem de gelişmiş objektif kalite değerlendirme yöntemleriyle kıyaslandığında güçlü bir taahhüt göstermektedir.

7. 
Derin öğrenmeye dayalı görünür yakın kızılötesi kamera kullanılarak buğday sınıflandırması
Wheat kernels classification using visible-near infrared camera based on deep learning
Kemal Özkan, Erol Seke, Şahin Işık
doi: 10.5505/pajes.2020.80774  Sayfalar 618 - 626
Bu makale, derin öğrenme metodolojisine dayalı hiperspektral buğday verilerinin sınıflandırılması için akıllı bir makine öğrenme sistemi sunmaktadır. Bu amaçla, hiperspektral buğday örneklerinin sınıflandırılması için AlexNet ve VGG16 modellerinin performansları araştırılmıştır. Bu çalışmada, buğday çekirdeklerinin türlerini tahmin etmek için Destek Vektör Makinesi (DVM) ve Softmax sınıflandırıcıları kullanılmıştır. Sistem performansını değerlendirmek için, Görünür Yakın Kızılötesi Görüntüleme (VNIR) kullanılarak 50 buğday türüne ait tür başına 220 görüntü toplamda 11000 örnek içeren yeni bir hiperspektral buğday test veri kümesi oluşturulmuştur.
Yeni oluşturulan test veri seti üzerinde yapılan deneylerde, AlexNet ve VGG16 için tamamen bağlı katman (FC6 ve FC7) özellikleri kullanılması durumunda doğrusal DVM sınıflandırıcısı tarafından belirlenen yaklaşık %96.00 ve % 99.00'lık genel doğruluk oranları elde edilmiştir. Softmax sınıflandırıcı ile numunelerin sırasıyla %92 ve %70'i, eğitimli VGG16 ve AlexNet modellerine göre doğru bir şekilde ayırt edilebilmiştir.
Elde edilen üstün sonuçlar, derin bir Evrişimsel Sinir Ağları (ESA) mimarisi kullanmanın, buğday türlerinin doğru bir şekilde ayırt edilmesi yoluyla daha verimli olduğunu göstermektedir. Önerilen derin öğrenme temelli sınıflandırma sistemi, gıdalarda kalite analizi, sınıflandırma ve hastalık tespiti için yüksek doğrulukta sonuçlar vaat etmektedir.

8. 
Hemşirelik eğitiminde teknoloji: Artırılmış gerçeklik
Technology in nursing education: Augmented reality
Emine Pınar Martlı, Nigar Ünlüsoy Dinçer
doi: 10.5505/pajes.2020.38228  Sayfalar 627 - 637
Sanal görüntülerin gerçek zamanlı olarak, gerçek dünya nesneleri ile birleştirildiği artırılmış gerçeklik teknolojisi, 21. yüzyıl “Z kuşağı” gençlerinin eğitiminde yer almaya başlamıştır. Günümüzde öğrenme sürecine katkı sağlayan artırılmış gerçeklik uygulamaları, hemşirelik eğitimi alanına da aktarılmaktadır. Veri tabanlarında “hemşirelik eğitimi”, “arttırılmış gerçeklik” ve “nursing education”, “augmented reality” anahtar kelimeleri kombinasyonları ile tarama yapıldığında, hemşirelik öğrencilerinin İngilizce yeterliliklerini geliştirmeye, anatomi bilgilerini artırmaya ve bazı hemşirelik girişimlerinin öğretimine yönelik çeşitli artırılmış gerçeklik uygulamalarına rastlanmaktadır. Araştırma sonuçları öğrencilerin artırılmış gerçeklik yöntemi ile öğrenme deneyimlerini geliştirdiklerini ve bu şekilde öğrenmenin ilgi çekici ve kullanışlı hale geldiğini göstermektedir. Bu derlemede, ortamının gerçekliğini arttıran ve soyut kavramları somutlaştırarak öğrenmeye katkı sağlayan artırılmış gerçeklik teknolojisinin tanımı, hemşirelik eğitimindeki yeri, önemi ve bu konuda yapılan araştırma sonuçları yer almaktadır.

9. 
Konvolüsyonel yapay sinir ağları ve öğrenme transferi ile bitki tanıma
Plant identification with convolutional neural networks and transfer learning
Tolga Karahan, Vasif Nabiyev
doi: 10.5505/pajes.2020.84042  Sayfalar 638 - 645
Doğa büyük miktarda bitki ve çiçek türü zenginliğine sahiptir ve bu çeşitlilik nedeniyle bu türlerin tanımlanması botanik alanında uzmanlık gerektirmektedir. Bir otomatik bitki tanıma sisteminin geliştirilmesi bu süreci kolaylaştıracaktır. Bu çalışmada, böyle bir sistemi geliştirmek için konvolüsyonel yapay sinir ağlarından ve öğrenme transferinden faydalanılmıştır. Veritabanındaki görüntüler diğer veritabanlarından ve webden toplanmıştır ve toplamda 76 türe ait 5.345 çiçek ve bitkiden oluşmaktadır. Türlerin 65 tanesi çeşitli çiçek türleridir ve 11 tanesi ise diğer bitki çeşitlerindendir. Veritabanındaki görüntü sayısını ve modelin genelleme kapasitesini arttırmak için çeşitli veri çoğaltma yöntemleri uygulanmıştır. Veri çoğaltmak için, 4 açıdan rastgele döndürme, [-0.2, 0.2] aralığında rastgele parlaklık değişimi ve yatay yansıtma işlemleri uygulanmıştır. Aynı zamanda, görüntüleri modele girdi olarak vermeden önce, görüntülere merkezden kesme ve normalizasyon işlemleri uygulanmıştır. Geliştirilen model eğitim verileri için 0.9971, test verileri için ise 0.9897 isabet oranı elde etmiştir.

10. 
Düşük maliyetli EEG başlıklarının kullanıcı deneyimi değerlendirmesi
User experience evaluation of low cost EEG headsets
Kübra Erat, Pınar Onay Durdu
doi: 10.5505/pajes.2021.78910  Sayfalar 646 - 659
İnsan bilgisayar etkileşiminde gelecek vadeden önemli alanlardan biri olan beyin bilgisayar ara yüzlerinde EEG başlıkları oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, düşük maliyetli iki farklı EEG başlığı olan NeuroSky Mindwave ve Emotiv EPOC’un dikkat ve rahatlama gerektiren görevlerde performans karşılaştırması, kullanıcı deneyimi ve kullanılabilirlik değerlendirmesi yapılmaktadır. Çalışmada 12 gönüllü katılımcıdan yüksek bilişsel yük gerektiren dikkat görevi ve rahatlama görevi gerçekleştirmeleri istenmiştir. Kullanıcı deneyimini değerlendirmek için Affect Grid ölçeği ve AttrakDiff anketi kullanılırken cihazlara ait kullanılabilirlik problemlerini ortaya koyabilmek için NASA Zihinsel İş Yükü anketi ve Sistem Kullanılabilirlik Ölçeği kullanılmıştır.
İstatistiksel sonuçlar incelendiğinde rahatlama görevlerinde NeuroSky MindWave EEG başlığının Emotiv EPOC EEG başlığına oranla daha başarılı olduğu gözlemlenmiştir. Dikkat gerektiren görevlerde ise her ikisi de benzer doğrultuda sonuçlar vermiştir. Kullanıcı deneyimi değerlendirmesine bakıldığında, katılımcıların her iki EEG başlığı kullanım esnasında yorgunluk hissettikleri ancak buna rağmen cihazları kullanımından memnun oldukları gözlemlenmiştir. Kullanılabilirlik açısından bakıldığında ise NeuroSky Mindwave için daha olumlu görüşler bildirmişlerdir.

LookUs & Online Makale