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B. Warmuth:
"Approach for Assisted Sensor Analysis of High-Tech Prostheses During User Tests Using Mobile Platforms";
Supervisor: T. Grechenig, R. Baranyi; 183-1, 2016.

During user tests of high-tech prostheses, test managers are very busy with tasks like monitoring the correct application of the prosthesis, detecting incorrect walking patterns, dealing with the prosthetic user, as well as (re)adjusting the prosthesis configuration and documenting system failures. Due to the vast amount of sensor data, it is hard to find short events within the monitored sensor data and to identify and extract the set of sensor data that were captured during a problematic functioning of the prosthesis. Therefore, it is important to have tools which are capable of monitoring the sensor information of the prosthesis in a very user friendly and widely automatic way in order to draw inferences from sensor data about possible problems with the use of the prosthesis. In this work, it was investigated whether mobile platforms are able to contribute to the field of gait- and sensor analysis from external sources like a high-tech prosthesis. Using mobile platforms instead of classical computer desktops could improve the efficiency of user tests and contribute to the flexibility of an engineer¿s work during maintenance and development tasks. A proof-of-concept prototype has been implemented on the Android platform which enables the capabilities of communicating with a high-tech microprocessor- controlled prosthesis in order to transmit, store and analyze data including 3D-position, acceleration data, joint angles and many more. In order to make a link between the monitored sensor data and the physical activities of the prosthetic user, the proposed system is able to record video material simultaneously. The prototype implementation has been evaluated and tested in the context of user tests performed by the target user group. Finally, we give a short outlook on future work as well as possible optimizations of the prototype.

Benutzertests sind ein zentraler Bestandteil des Entwicklungszyklus moderner mikroprozessor gesteuerter Prothesen. Testingenieure muessen sich waehrend dieser Benutzertests vielen Herausforderungen, wie zum Beispiel der Ueberwachung der korrekten Anwendung der Prothese sowie der Erkennung moeglicher inkorrekter Gangmuster, gleichzeitig stellen. Weitere wichtige Aufgaben, welche ein Testingenieur bewaeltigen muss, sind einerseits die staendige Kommunikation mit dem/ der ProthesentraegerIn, die Konfiguration der Prothesen und andererseits die Dokumentation moeglicher Systemausfaelle. Aufgrund der immensen Menge an Sensordaten ist es schwierig, kurze Ereignisse innerhalb der aufgezeichneten Daten zu lokalisieren und den Satz an Sensordaten, der waehrend einer Fehlfunktion der Prothese erfasst wurde, zu identifizieren und zu extrahieren. Daher kommt der Entwicklung von Werkzeugen, die zu einer benutzerfreundlichen und weitgehend automatisierten Ueberwachung der Sensorinformation dienen, besonders grosse Bedeutung zu. Ziel dabei ist es, Rueckschluesse aus Sensordaten, in Bezug auf moegliche Probleme bei der Verwendung der Prothese, ziehen zu koennen. In dieser Arbeit soll untersucht werden, ob mobile Plattformen in der Lage sind, den Prozess der Gang- und/ oder Sensoranalyse effizienter und flexibler zu gestalten als bisherige traditionelle Computersysteme. Hierbei soll eine Verbesserung der Effizienz und Flexibilitaet der Benutzertests fuer Testingenieure erreicht werden, vor allem waehrend Wartungsarbeiten und Entwicklungstaetigkeiten. Ein Proof-of-Concept-Prototyp wird auf einer Android-Plattform implementiert, welcher eine Kommunikation mit einer high-tech mikroprozessor gesteuerten Prothese ermoeglicht. An dieser Stelle sollen Daten, einschliesslich der 3D-Position, Beschleunigungsdaten, Gelenkwinkel und viele mehr uebertragen, gespeichert und analysiert werden. Um eine Verbindung zwischen den ueberwachten Sensordaten und den koerperlichen Aktivitaeten des Prothesennutzers herstellen zu koennen, soll zusaetzliches Videomaterial gleichzeitig aufgenommen werden. Abschliessend erfolgt eine Evaluierung des entwickelten Systems auf Grundlage diverser Benutzertests sowie ein Ausblick, welcher die Weiterentwicklung und potentielle Verbesserungs- und Optimierungsmoeglichkeiten diskutiert.