Μοντέλο Προσομοίωσης του Ανθρώπινου Αυτιού και της ακοής με χρήση ΗΥ

Παπαδόπουλος, Αλέξανδρος; Papadopoulos, Alexandros

dc.contributor.author	Παπαδόπουλος, Αλέξανδρος	el
dc.contributor.author	Papadopoulos, Alexandros	en
dc.date.accessioned	2017-12-12T09:58:00Z
dc.date.issued	2017-12-12
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46079
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14798
dc.rights	Default License
dc.subject	Μοντέλο HUTear	el
dc.subject	Μοντέλο ακουστικής διάδοσης	el
dc.subject	Βασική Μεμβράνη	el
dc.subject	Τονοτοπικότητα	el
dc.subject	Ρευστομηχανική	el
dc.subject	Sound Propagation Model	en
dc.subject	Basilar Membrane (BM)	en
dc.subject	Tonotopic phenomena	en
dc.subject	Fluid dynamics	en
dc.title	Μοντέλο Προσομοίωσης του Ανθρώπινου Αυτιού και της ακοής με χρήση ΗΥ	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	ΝΑΥΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΑ	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/3d257f31491bff09371cddeac5c6626dc154db39
heal.dateAvailable	2018-12-11T22:00:00Z
heal.language	el
heal.access	campus
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-10-03
heal.abstract	Η ακοή αποτελεί μία από τις σημαντικότερες αισθήσεις που διαθέτει ο άνθρωπος για την αντίληψη και την διαχείριση των ερεθισμάτων του περιβάλλοντος χώρου. Ο μηχανισμός αντίληψης της ακοής είναι μία ιδιαίτερα πολυσύνθετη διεργασία, της οποίας οι βάσεις λειτουργίας καθώς και οι αναλυτικές εσωτερικές δομές των υποσυστημάτων που την συνθέτουν, είναι μόλις πρόσφατα επαρκώς αναλυμένες και επιστημονικά τεκμηριωμένες. Το ανθρώπινο αυτί όσο και αν φαίνεται ένα ομογενές όργανο εμπλέκει ένα σύνολο ετερογενών υποσυστημάτων και διεργασιών. Τα υποσυστήματα που συνθέτουν το ανθρώπινο αυτί αναφέρονται σε μετατροπή της αρχικά εισερχόμενης ηχητικής ενέργειας σε μηχανικές ταλαντώσεις διαφόρων μερών και εν συνεχεία σε διαταραχές που διαδίδονται εντός ρευστού (λέμφος) στο εσωτερικό του αυτιού, ενώ τελικά το σήμα μετατρέπεται με χρήση ηλεκτροχημικών διεργασιών σε νευρο-αισθητήρια ηλεκτρική ώση, η οποία μπορεί να γίνει αντιληπτή και να επεξεργαστεί, από τον ανθρώπινο εγκέφαλο. Είναι εμφανές ότι μία τόσο σύνθετη μετατροπή των διαδιδόμενων μορφών ενέργειας εντός του αισθητηρίου οργάνου, κάνει χρήση βιολογικών και ανατομικών μηχανισμών μέσα από σύνθετες μετεξελίξεις αυτών κατά την πορεία της διαδικασίας εξέλιξης των έμβιων όντων. Ένα τόσο σύνθετο όργανο λοιπόν, όπως το ανθρώπινο αυτί χρειάζεται να αναλυθεί εκτενώς και να αποδομηθεί σε ένα σύνολο λειτουργικών – ενεργών υποσυστημάτων, βοηθώντας με τον τρόπο αυτό, στην αποκόμιση μίας συλλογικής εικόνας τόσο για τους μηχανισμούς όσο και για το μέσο της διάδοσης και αντίληψης του ήχου από ένα έμβιο ον. Η διαδικασία αποδόμησης βασίζεται στις γενικότερες αρχές αποδόμησης λειτουργικών συστημάτων με στόχο την συνολική λειτουργικότητα του οργάνου. Από την ιστορία των διαδικασιών μοντελοποίησης, οι περιγραφές έχουν ξεκινήσει από αμιγώς αναλογικές για να καταλήξουν στις πλέον σύγχρονες μεταφορές τους, σε διακριτοποιημένα – ψηφιακά μοντέλα διακριτού χρόνου. Τα μοντέλα διακριτού χρόνου δίνουν την δυνατότητα αναλυτικής περιγραφής αξιοποιώντας στο έπακρο τις προσφερόμενες δυνατότητες από την σύγχρονη χρήση των ΗΥ. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας αναπτύχθηκε ένα συνολικό περιβάλλον προσομοίωσης της ανθρώπινης ακοής με χρήση ενός υβριδικού μοντέλου (μοντέλο HUTEar ®) βασισμένου στο επεξεργαστικό μαθηματικό περιβάλλον Matlab ®. Το αναπτυγμένο μοντέλο δίνει την δυνατότητα εφαρμογής προσομοίωσης σε όλα τα υποσυστήματα που συνθέτουν την λειτουργία του ανθρώπινου αυτιού με έμφαση ειδικότερα στο υποσύστημα του εσωτερικού αυτιού – κοχλία. Το συνολικό περιβάλλον που αναπτύχθηκε, αξιοποιήθηκε στην εφαρμογή προσομοιώσεων διευκολύνοντας την αντίληψη των φαινομένων τονο-τοπικότητας επί του κοχλία και των μη γραμμικών φαινομένων που συντελούνται, στοχεύοντας επίσης στην ανίχνευση της επιβάρυνσης της ανθρώπινης ακοής από θορυβικά περιβάλλοντα υψηλής έντασης ανάλογα αυτών των κινητήρων πλοίων. Επιπλέον των παραπάνω, στην διπλωματική εργασία, παρατίθενται ένα σύνολο άλλων αυτοτελών μοντέλων – κυρίως αναλογικών στην φύση τους, δίνοντας την δυνατότητα αναπαράστασης μίας συνολικής συνάρτησης μεταφοράς του ανθρώπινου αυτιού απαρτιζόμενη από τα διάφορα υποσυστήματα του. Παράλληλα, η εργασία εντοπίστηκε στο πιο σημαντικό κομμάτι του ακουστικού συστήματος, τον κοχλία, προσομοιώνοντας τον σε πρόγραμμα πεπερασμένων στοιχείων με έμφαση στην ανάλυση από μηχανολογική σκοπιά, των φαινόμενων που συντελούνται καθώς και των παραγόντων που συμβάλλουν σε αυτά. Στόχος ήταν η κατανόηση των μηχανισμών και η εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων κάνοντας βιομιμητική, με απώτερο σκοπό να χρησιμοποιήσουμε μελλοντικά την αποκομιζόμενη γνώση στη μηχανολογία (π.χ. συστήματα ανάκτησης ενέργειας, απορρόφησης κραδασμών-ηχητικής ενέργειας, συσκευές φασματικής ανάλυσης).	el
heal.advisorName	Γεωργίου, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Κυρτάτος, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Μπελιμπασάκης Κωνσταντίνος
heal.committeeMemberName	Γεωργίου, Ιωάννης
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ναυτικής Μηχανολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	255
heal.fullTextAvailability	true