Publication: Development of a stretchable strain sensor for detection of facial expressions
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Taufik Hakim Hamdan | en_US |
dc.contributor.supervisor | Anis Nurashikin Nordin, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Norsinnira Zainul Azlan, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T03:18:25Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T03:18:25Z | |
dc.date.issued | 2021 | |
dc.description.abstract | Recently, flexible and wearable electronic devices have been getting a lot of attention from the world due to their ability to interact with the human body. These devices can be easily mounted on clothing or directly adhered onto the skin of any part of the human body. Conventional sensors such as electrocardiogram and smart watches usually use fabrication methods that are complicated and expensive. Therefore, this project presents a low-cost fabrication technique called screen printing to fabricate a simple resistive type strain sensor based on silver (Ag) ink and Tegaderm film. These sensors fit with current stretchable sensor requirements such as being elastic, curvilinear, conforms to the skin conformity, and is biocompatible. In this work, stretchable strain sensors with a straight-line shape were developed and fabricated for facial expression detection. The design of the sensor was optimized and has dimensions of 30mm x 1mm x 0.0047mm. This sensor has been tested and was found to have good stretchability and sensitivity. Tegaderm film was used as the substrate as it can conform and adhere well to the skin. It has a very low Young’s Modulus of 4MPa, and superior stretchability of up to 300%, which is well above that of human skin of 30%. The electrode was fabricated using stretchable silver ink due to its cost-effectiveness, versatility, and high conductivity. A total of 30 healthy subjects of ages ranging from 20 to 45 years old were involved in the real-time experiment. The developed strain sensor was able to detect small strains induced by different emotional expressions which are Neutral, Smile, Sad, and Disgust when they were attached to the forehead, upper lip, lower lip, and left cheek. Sensors that were placed at the upper lip area showed the highest change in resistance and were very sensitive in the detecting the different human emotions. This work shows that stretchable strain sensors can be effectively used as a low-cost, easily portable method to detect facial expressions. When coupled with rehabilitative devices, these sensors can be used to determine whether the patients are having any pain or discomfort when exercising. | en_US |
dc.description.abstractarabic | في الآونة الأخيرة ، حصلت الأجهزة الإلكترونية المرنة والقابلة للارتداء على اهتمام كبير من العالم نظرًا لقدرتها على التفاعل مع جسم الإنسان. يمكن تركيب هذه الأجهزة بسهولة على الملابس أو لصقها مباشرة على جلد أي جزء من جسم الإنسان. عادة ما تستخدم المستشعرات التقليدية مثل أجهزة رسم القلب، والساعات الذكية، طرق تصنيع معقدة ومكلفة. لذلك ، يقدم هذا المشروع تقنية تصنيع منخفضة التكلفة تسمى بطباعة الشاشة لتصنيع مستشعرات إجهاد بسيطة من النوع المقاوم يعتمد على الحبر الفضي (Ag) وفيلم Tegaderm. تتلاءم هذه المستشعرات مع متطلبات المستشعرات الحالية القابلة للمطِّ مثل كونها مرنة ومنحنية الخطوط وتتوافق مع توافق الجلد ومتوافقة حيويًا. في هذا العمل ، تم تطوير وتصنيع مستشعرات الإجهاد القابلة للمط ذات الشكل المستقيم للكشف عن تعبيرات الوجه. وتم تحسين تصميم المستشعر بأبعاد 30 مم × 1 مم × 0.047 مم. كما تم اختبار هذا المستشعر ووجد أنه يتمتع بقدرة جيدة على التمدد والحساسية. وتم استخدام فيلم Tegaderm كضمادة طبية شفافة؛ لأنه يمكن أن يتوافق ويلتصق جيدًا بالجلد. ولديها معامل يوني منخفض جدًا يبلغ 4 ميجا باسكال وقابلية شد فائقة تصل إلى 300٪ ، وهي أعلى من تلك الموجودة في جلد الإنسان بنسبة 30٪. وأيضًا تم تصنيع الأقطاب الكهربائية باستخدام حبر فضي قابل للمط نظرًا لفعاليته من حيث التكلفة وتعدد الاستخدامات والمواصلة الكهربائية العالية. شارك في هذه التجربة 30 شخصًا من الأشخاص الأصحاء الذين تتراوح أعمارهم بين 20 و 45 عامًا في الوقت الحقيقي. كان مستشعر الإجهاد قادرًا على اكتشاف انفعالات إجهاد دقيقة ناتجة عن تعبيرات عاطفية مختلفة مثل تعبيرات الوجه المحايدة والابتسامة والحزن والاشمئزاز عند ربطها بالجبهة والشفة العليا والشفة السفلية والخد الأيسر. تم أظهرت المستشعرات التي تم وضعها في منطقة الشفة العليا أعلى تغيير في المقاومة وكانت حساسة للغاية في اكتشاف المشاعر البشرية المختلفة. لم يكن لدى المستشعر أخطاء وتمكّن من اكتشاف المشاعر المختلفة بدقة. أظهرت المستشعرات التي تم وضعها في منطقة الشفة العليا أعلى تغير في المقاومة الكهربائية وكانت حساسة للغاية في اكتشاف المشاعر البشرية المختلفة. يوضّح هذا العمل أنه يمكن استخدام مستشعرات الإجهاد القابلة للمط بشكل فعال كطريقة منخفضة التكلفة، وسهلة الحمل، للكشف عن تعابير الوجه. وكذلك عند اقتران هذه المستشعرات بأجهزة إعادة التأهيل ، فإنه يمكن استخدامها لتحديد ما إذا كان المريض يعاني من أي ألم، أو إزعاج عند ممارسة الرياضة. | en_US |
dc.description.callnumber | t TA 1653 T224D 2021 | |
dc.description.identifier | Thesis : Development of a stretchable strain sensor for detection of facial expressions / by Taufik Hakim Bin Hamdan | en_US |
dc.description.identity | t11100437203TaufikHakimBinHamdan | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.nationality | Malaysian | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSCE)--International Islamic University Malaysia, 2021. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xx, 88 leaves : colour illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Science (Communication Engineering) | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7137 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2021 | en_US |
dc.subject.lcsh | Human face recognition (Computer science) | |
dc.subject.lcsh | Facial expression -- Testing | |
dc.title | Development of a stretchable strain sensor for detection of facial expressions | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
Original bundle
License bundle
1 - 1 of 1