Arıkan, Kutluk Bilge

Arıkan, Kutluk Bilge

Name Variants

K.B.Arikan
Kutluk Bilge, Arıkan
K., Arikan
Arıkan,K.B.
Arıkan, Kutluk Bilge
K.B.Arıkan
Kutluk Bilge, Arikan
Arikan, Kutluk Bilge
K.,Arıkan
A., Kutluk Bilge
Arikan,K.B.
A.,Kutluk Bilge
Arikan, K. B.

Job Title

Doktor Öğretim Üyesi

Email Address

kutluk.arikan@atilim.edu.tr

Full item page

Scholarly Output

22

Articles

9

Citation Count

132

Supervised Theses

10 Scholarly Output Search Results

Now showing 1 - 10 of 22

İki ayaklı yürüyen bir makinanın geliştirilmesi
(2013) Arıkan, Kutluk Bilge; Arıkan, Kutluk Bilge; İrfanoğlu, Bülent; Department of Mechatronics Engineering
Bu çalışmada iki ayaklı robot?un (BİROL), tasarımını ve uygulamasını gerçekleştirip dinamik yürümesinin test edilmesi planlanmıştır. BİROL?un en önemli özellikleri 12 serbestlik derecesinin olması ve servomotorla çalışmasıdır. Bu çalışmada BİROL?un kontrolü ve simülasyonu MATLAB / Simulink ortamında, gerçek zamanlı uygulamalar kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kontrolcü tasarımına başlamadan önce, matematiksel model, Denavit-Hartenberg ve Newton-Euler yöntemi kullanılarak elde edilmiştir. Bir istikrarlı çevrimdışı yürüme modeli, merkezi örüntü üreteçlerini (CPG) kulanarak önce bir masa üstü yürüyen robot sonra da BIROL için oluşturulmuştur. Robotun dengesini sağlamak için tüm eklemlerinin gerekli yörüngesini oluşturan ve sıfır moment noktasını (ZMP) sağlayan, bir hareket modeli kullanılmıştır. Güç sensörleriyle yapılan ölçümler, gerçek sistemde ve simülasyonda yer teması gücü karşılaştırması için kullanılmıştır.
Citation Count: 0
Anticipatory effect of execution on observation: an approach using ExoPinch finger robot
(Tubitak Scientific & Technological Research Council Turkey, 2019) Arıkan, Kutluk Bilge; Zadeh, Hassan Gol Mohammad; Turgut, Ali Emre; Zinnuroğlu, Murat; Bayer, Gözde; Günendi, Zafer; Cengiz, Bülent; Department of Mechatronics Engineering
Background/aim: This study aims to explore the mirror neuron system (MNS) involvement using mu (8–12 Hz)/beta (15–25 Hz) bandsuppression in an action observation-execution paradigm.Materials and methods: Electrophysiological (EEG) data from 16 electrodes were recorded while 8 participants observed video clips ofa hand squeezing a spring. Specifically, the effect of anticipated execution on observation was studied. For this purpose, a fully actuatedfinger exoskeleton robot was utilized to synchronize observation and execution and to control the execution condition for the participants. Anticipatory effect was created with a randomized robot accompany session.Results: The results showed that the observational condition (with or without anticipation) interacted with hemisphere at central channels near somatosensory cortex. Additionally, we explored the response of MNS on the kinetics features of visual stimuli (hard or softspring).Conclusion: The results showed an interaction effect of kinetics features and hemisphere at frontal channels corresponding nearly tothe ventral premotor cortex area of the brain. The activation of mirror neurons in this area plays a crucial role in observational learning.Based on our results, we propose that specific type of visual stimuli can be combined with the functional abilities of the MNS in the action observation based treatment of hand motor dysfunction of stroke patients to have a positive additional impact.
Citation Count: 1
Performance assessment of tripping and drilling operations controllers on an experimental drilling rig prototype
(Elsevier, 2023) Nobahar, Amir; Naseri, Babek; Ozbek, Mehmet Efe; Arıkan, Kutluk Bilge; Özbek, Mehmet Efe; Mechatronics Engineering; Department of Mechatronics Engineering; Department of Electrical & Electronics Engineering
Oil well drilling towers have different operating modes during a real operation, each mode involves certain external disturbances and uncertainties. Performance evaluation of robust or adaptive Cascade PID, Active Disturbance Rejection, Loop Shaping, Feedback Error Learning, and Sliding Mode torque controllers, during the tripping and drilling operations, and their practical comparison are studied and evaluated by constructing a drilling rig prototype. The modeling of the experimental setup is extracted by mathematical modeling, and system identification. The practical performance of the controllers and their stabilities against the uncertain forces including the parametric uncertainties and the external disturbances are studied during the operations, by loading and unloading a disturbance weight. It has been shown that the effects of uncertain forces are successfully eliminated by the controllers. The Loop Shaping controller has the best performance among all the designed controllers, and all of them roughly consume the same control energy. A desired speed profile is designed to shape the vertical speed reference during the tripping operation, then its effect on the system behavior is analyzed to prevent the slackening problem in the drilling cable. Also, the behavior of control architectures in two modes of autonomous drilling is studied and analyzed. By analyzing and optimizing the performance efficiency in a controlled environment, along with enhancing the performances of the controllers, what we learn in this research could presumably be applicable in the field to have an accurate and safe operation.
Üç döner rotorlu insansız hava aracının yönelim ve irtifa denetimi
(2013) Arıkan, Kutluk Bilge; Arıkan, Kutluk Bilge; İrfanoğlu, Bülent; Department of Mechatronics Engineering
Bu tezde üç dönerkanatlı döner rotorlu bir insansız hava aracının (İHA) tasarımı ve İHA'nın yönelim ve irtifa dinamikleri için denetimci tasarımı çalışmaları yapılmıştır. Üç döner rotora sahip İHA isterlere gore tasarlandıktan sonra karbonfiber çubuklar, plastik parçalar, eğimlendirme mekanizması ve ayaklarının üretimi tamamlanmıştır. Tasarım sürecinde matematiksel model de kurulmuştur. Söz konusu model doğrusallaştırılmış, kararlılık ve referans girdi takibini sağlayacak doğrusal kuadratik regulator (LQR) tasarımı gerçekleştirilmiştir. Doğrusal ve doğrusal olmayan sistem için benzetim ortamında testler yapılarak, Q ve R matrislerinin son ayarlamaları yapılmıştır. Fiziksel sistemde; ataletsel ölçüm birimi, ultrasonik mesafe algılayıcı ve optik akış algılayıcıları kullanılmıştır. Fırçasız DC motorlar ve yüksek hızlı servo motorlar eyleyiciler olarak kullanılmıştır. Benzetimin tamamlanmasının ardından gerçek zamanlı donanım testleri başlamıştır. Denetim algoritması MATLAB, Simulink'te tasarlanmış olup; Real Time Windows Target ve veri toplama kartı kullanılarak gerçek zamanlı denetim uygulaması gerçekleştirilmiştir. Benzetim ve gerçek zamanlı test ortamında sistemin denetimi başarı ile sağlanmıştır.
Citation Count: 23
Analysis of mirror neuron system activation during action observation alone and action observation with motor imagery tasks
(Springer, 2018) Arıkan, Kutluk Bilge; Vuralli, Doga; Zinnuroglu, Murat; Bayer, Gozde; Golmohammadzadeh, Hassan; Gunendi, Zafer; Arikan, Kutluk Bilge; Department of Mechatronics Engineering
This study aimed to explore the relationship between action observation (AO)-related corticomotor excitability changes and phases of observed action and to explore the effects of pure AO and concurrent AO and motor imagery (MI) state on corticomotor excitability using TMS. It was also investigated whether the mirror neuron system activity is muscle-specific. Fourteen healthy volunteers were enrolled in the study. EMG recordings were taken from the right first dorsal interosseous and the abductor digiti minimi muscles. There was a significant main effect of TMS timing (after the beginning of the movement, at the beginning of motor output state, and during black screen) on the mean motor evoked potential (MEP) amplitude. Mean MEP amplitudes for AO combined with MI were significantly higher than pure AO session. There was a significant interaction between session and TMS timing. There was no significant main effect of muscle on MEP amplitude. The results indicate that corticomotor excitability is modulated by different phases of the observed motor movement and this modulation is not muscle-specific. Simultaneous MI and AO enhance corticomotor excitability significantly compared to pure AO.
Citation Count: 5
Torsional model of the drill string, and real-time prediction of the bit rotational speed and the torque on bit, in an oil well drilling tower
(Elsevier, 2020) Nobahar, Amir; Arikan, Kutluk Bilge; Arıkan, Kutluk Bilge; Özbek, Mehmet Efe; Mechatronics Engineering; Department of Mechatronics Engineering; Department of Electrical & Electronics Engineering
In an oil well drilling tower, the Bottom Hole Assembly (BHA) data is needed to optimize the controllable variables such as weight on bit and bit rotational speed for obtaining the optimum drilling rate. In order to acquire the data of the BHA, a simple and low-cost method, can be predicting of these parameters. In this study, first the torsional modelling of the drill string is implemented by dividing its length to some equal sections, then the effects of dividing on the estimation accuracy are evaluated. Using an ADRC (Active Disturbance Rejection Controller) in the vertical and rotational motions dynamics, some proper observers to predict the bit rotational speed, rock stiffness and torque on bit, in real-time are designed and presented. Dividing the drill string length to more sections, leads to design high order observer, so the performance of the designed observers with different orders, are compared and analysed. Employing the integral square error analysis, it is revealed, dividing the drill string length to more sections, leads more accurate in the prediction of bit rotational speed, but not more effect on the estimated rock stiffness, and torque on bit. Also it is shown that increasing of the observer bandwidth, leads to more accurate in the estimation, but concludes the estimation be more sensitive to the sensor noise. Employing the presented observers in this study to estimate the BHA data, in addition to enhance the drill quality and safety, the controllable variables are optimized, and consequently the whole drilling process can be robustly controlled, with no needs to the expensive measurement systems at the BHA.
Citation Count: 48
Cue-based aggregation with a mobile robot swarm: a novel fuzzy-based method
(Sage Publications Ltd, 2014) Arıkan, Kutluk Bilge; Turgut, Ali Emre; Bazyari, Farhad; Arikan, Kutluk Bilge; Bellotto, Nicola; Yue, Shigang; Department of Mechatronics Engineering
Aggregation in swarm robotics is referred to as the gathering of spatially distributed robots into a single aggregate. Aggregation can be classified as cue-based or self-organized. In cue-based aggregation, there is a cue in the environment that points to the aggregation area, whereas in self-organized aggregation no cue is present. In this paper, we proposed a novel fuzzy-based method for cue-based aggregation based on the state-of-the-art BEECLUST algorithm. In particular, we proposed three different methods: naive, that uses a deterministic decision-making mechanism; vector-averaging, using a vectorial summation of all perceived inputs; and fuzzy, that uses a fuzzy logic controller. We used different experiment settings: one-source and two-source environments with static and dynamic conditions to compare all the methods. We observed that the fuzzy method outperformed all the other methods and it is the most robust method against noise.
Dört pervaneli hava aracının yükseklik ve yönelim kontrolü
(2012) Güçlü, Anıl; Arıkan, Kutluk Bilge; Arıkan, Kutluk Bilge; İrfanoğlu, Bülent; Department of Mechatronics Engineering
Bu tez çalışmasında, düşük maliyetli eyleyiciler ve sürücülerle oluşturulan dış mekanda uçacak dört rotorlu hava aracının (Quadrotor) yükseklik ve yönelim dinamiklerinin kontrolü amaçlanmıştır. Quadrotor, kontrolcü tasarımından önce Matlab/Simulink ortamında matematiksel olarak modellenmiştir. Yönelim dinamiklerini kontrol etmek amacıyla, LQR tip kontrolcü tasarlanmış, benzetimi yapılmış ve sisteme uygulanmıştır. Sapma ve yükseklik dinamiklerinin kontrolü için iki farklı PID tip kontrolcü tasarlanmıştır. Tasarlanan kontrolcüler değişik test düzenekleri kullanılarak sisteme uygulanmıştır. Denetimciler, xPC Target kullanılarak fiziksel sisteme uygulanmış ve kontrolcü parametre ayarlamaları yapılmıştır. Yapılan testler, bu temel kontrolcü yapıları ile yükseklik ve yönelim dinamikleri kontrolünün, başarılı bir şekilde sağlandığını göstermektedir.
Citation Count: 4
Design of a Robotic Bicopter
(Ieee, 2019) Arıkan, Kutluk Bilge; Ersan, Yagmur; Bagbasi, Aysen Suheyla; Basaranoglu, Ahmet Turgut; Arikan, Kutluk Bilge; Department of Mechatronics Engineering
This article presents a Bicopter type of a flying robot with two rotary-wing units which are placed in a tandem form on the chassis. The rotors are tilted by the aid of the tilt mechanism. Cascaded type of PID controllers are designed on the dynamical models for the attitude and altitude dynamics. The simulated control systems are implemented and tuned on the Naze32 flight controller which is connected to a Raspberry Pi single board computer for real-time applications. The real-time performance is monitored and evaluated during the tests and it is seen that the system is suitable for indoor type of robotic applications.
İnsansız hava aracı ve fırlatma kamyonunundaki fırlatma sisteminin birlikte çalışmasının geliştirilmesi
(2018) Arıkan, Kutluk Bilge; Arıkan, Kutluk Bilge; Turan, Mehmet; Department of Mechatronics Engineering
Bu tez, insansız hava aracının (İHA) paket dağıtma amacıyla farklı bir şekilde kullanımını incelemektedir. İHA'nın paketleri doğrudan ana depodan alarak dağıtmasını zorlaştıran kısıtlı batarya kapasitesi ve sınırlı uçuş süresi problemleri göz önünde bulundurularak, İHA ve dağıtım kamyonu işbirliği yapan bir sistem önerilmektedir. Bu çalışma, paketleri de taşıyan bir kamyon ve bu kamyonu üs olarak kullanan İHA'nın dağıtım güzergâhı optimizasyonuna odaklanmıştır. Öncelikle, güç tüketimi ve tam sayılı doğrusal programlama modelleri geliştirilmiş ve ardından paketlerin teslim edileceği müşterileri gruplara ayırmak ve kamyon için en uygun bekleme konumunu hesaplamak üzere K-ortalama algoritmasından faydalanılmıştır. Her bir müşteri kümesi içerisinde İHA'nın izleyeceği rota ise karınca kolonisi optimizasyon algoritması ve en yakın komşuluk algoritması ile hesaplanmıştır. Teslimat kamyonu için en uygun konumun hesaplanması, kat edilen mesafenin minimize edilmesi, güç sarfiyatını dikkate alarak teslimat süresinin minimize edilmesi için kullanılan tüm algoritmalar MATLAB ortamında uygulanmıştır. İHA-kamyon iş birlikteliğine sahip bu sistem ile tek başına kamyonun dağıtım amaçlı kullanımı karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, önerilen sistem ile dağıtımın daha kısa sürede tamamlandığını sunmaktadır. Aynı zamanda İHA'nın sınırlı uçuş süresi sorununun işbirlikçi sistem kullanılarak giderildiği de gösterilmektedir. Bunlara ek olarak, müşteri taleplerinin eşit olmadığı durumlarda, İHA'nın güç tüketimini en aza indirecek rotayı hesaplamak adına, en yüksek talep ve en kısa mesafe isteklerini oranlayarak kullanan bir yöntem de geliştirilmiştir. Bu yöntemde de karınca kolonisi optimizasyonu ve en yakın komşuluk algoritması uygulanmış olup sonuçlar en yakın komşuluk algoritmasının daha etkili olduğunu göstermektedir.