Bachelor's Thesis

Design and implementation of sensoric glove

Final Thesis 2.96 MB Appendix 3.8 MB

Author of thesis: Theodor Mounga

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Jan Králík, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D.

Abstract:

This thesis focuses on the development and implementation of a sensor glove designed for
accurate detection and analysis of hand and finger movements. The goal of the work was to
design and create a glove equipped with sensors that allow measuring the relative position of
the fingers and the orientation of the hand. Data from the sensors are transferred to a
computer using Bluetooth Low Energy technology, where they are subsequently visualized
and analyzed.
The thesis focused on the selection of suitable sensors, the design and construction of the
glove, the implementation of the system for data transmission and their visualization.
Piezoelectric and Velostat sensors were used during the development and were each tested for
their suitability for this application. Furthermore, the MPU-6050 IMU unit was selected and
integrated for measuring hand movements. The location of the sensors on the glove was also
addressed so that they capture the movements of individual fingers and the entire hand as best
as possible.

Keywords:

Sensor glove, Velostat sensor, accelerometer, gyroscope, Kalman filter

Date of defence

12.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaCznamka

Grading

C

Process of defence

Při obhajobě student nejprve prezentoval svou bakalářskou práci, následně byly přečteny posudky a student odpovídal na dotazy oponenta. Poté členové komise položili následující otázky: - Jaký princip se běžně používá u podobných rukavic? - Bude student v práci pokračovat i nadále? - Jakým způsobem jste využil prostředí Unity a jak je propojeno s hardwarem? Na závěr byla obhajoba hodnocena jako dobrá.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Solid Mechanics, Mechatronics and Biomechanics

Study programme

Mechatronics (B-MET-P)

Composition of Committee

doc. Ing. František Šebek, Ph.D. (předseda)
Ing. Petr Procházka, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Petr Krejčí, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Švancara, Ph.D. (člen)
Ing. Jan Králík, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Jan Králík, Ph.D.

Pan Mounga Theodor se v práci zabýval vývojem a realizací senzorické rukavice, tedy rukavice, která umožňuje sledování pohybu ruky. Jedná se o komplexní mechatronický problém kombinující konstrukci, práci se senzory, zpracování dat, návrh elektroniky včetně DPS a nakonec i software s vizualizací v počítači. Realizovaný výrobek je na vysoké úrovni, student v rámci práce navrhl a otestoval několik variant řešení, správně zhodnotil výhody a úskalí jednotlivých přístupů a následně finální řešení upravil do konečné podoby prototypu včetně IMU jednotky.

Popis testování výsledného zařízení je poměrně stručný a postrádá doplňující obrazovou dokumentaci (např. fotografie či videozáznam provozu systému), která by přispěla k lepší interpretaci výsledků. V práci rovněž chybí shrnutí celkové funkčnosti, kromě krátkého konstatování „Všechny cíle práce byly splněny.“

Po formální stránce je práce na nižší úrovni, příkladem může být text, který místy není zarovnán do bloku, dále místy chybějí popisky obrázků a není dodrženo jednotné formátování grafů. Student na práci pracoval aktivně a samostatně, v případě potřeby si aktivně sjednával konzultace, které sloužily spíše k nasměrování a řízení priorit.

Z pohledu vedoucího práce, který měl možnost průběžně sledovat vývoj řešení, hodnotím technickou úroveň realizovaného zařízení jako velmi vysokou. Kvalita zpracování samotného textu práce a prezentace dosažených výsledků je však výrazně slabší a místy odpovídá spíše nižšímu hodnocení. Navržené výsledné hodnocení proto představuje kompromis mezi vysokou technickou úrovní realizace a nedostatky v dokumentaci a prezentaci výsledků. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení C, tedy dobře.
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality B
Ability to interpret achieved results and draw conclusions F
Applicability of results in practice or theory B
Logical arrangement of thesis and its layout D
Grafic layout, used style and language level E
Work with used sources including quotations D
Student's independence when working on the topic A

Grade proposed by supervisor: C

Reviewer’s report
doc. Ing. Stanislav Věchet, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá návrhem, konstrukcí a softwarovým řešením mechatronického systému pro přesné snímání polohy lidské ruky. Autor úspěšně prošel vývojem celkem čtyř generací prototypu rukavice , přičemž dokázal flexibilně reagovat na nedostatky jednotlivých fází a od původních Velostatových senzorů přešel k pokročilejšímu řešení s Hallovými senzory umístěnými na flexibilních plošných spojích integrovaných do prstového exoskeletu. Za zmínnku také stojí také realizace vlastní modulární měřicí stanice S.M.M.S. pro charakterizaci a kalibraci senzorů a úspěšnou implementaci algoritmů pro filtraci signálu (včetně Kalmanova filtru pro fúzi dat z inerciální jednotky MPU-6050). Povedené je i finální bezdrátové propojení s vizualizačním prostředím v Unity. Všechny vytyčené cíle zadání byly splněny a výsledný funkční prototyp prokazuje nadprůměrné schopnosti studenta v oblasti mechatronického návrhu.

V textové části se objevují občasné stylistické nepřesnosti a zjednodušené či méně obvyklé formulace při popisu fyzikálních principů, někdy až hovorový text, který se úplně nehodí pro technickou práci. Přes uvedené výtky se však jedná o poctivě odvedenou práci s hmatatelným výsledkem, a proto ji doporučuji k obhajobě a navrhuji výslednou známku velmi dobře (B).
Evaluation criteria Grade
Fulfilment of requirements and objectives of assignment A
Working process, extent and suitability of applied methods A
Scholarly contribution and originality A
Ability to interpret achieved results and draw conclusions A
Applicability of results in practice or theory B
Logical arrangement of thesis and its layout B
Grafic layout, used style and language level B
Work with used sources including quotations B
Topics for thesis defence:
  1. Dochází u navrženého řešení k vzájemnému ovlivňování (cross-talku) magnetických polí mezi sousedními prsty?
  2. Z jakého důvodu byl pro konstrukci exoskeletonu prstů zvolen flexibilní materiál TPU namísto rigidního materiálu (např. PLA) a jaký vliv má tato volba na mechanickou kompatibilitu s lidskou rukou?
  3. Jakým způsobem je v softwaru kompenzována nelineární závislost výstupního napětí Hallových senzorů na poloze magnetu při ohýbání prstů?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová