Çevresel Tehlikeleri Titreşimle Bildiren Giyilebilir Sensör

• North Carolina State Üniversitesi araştırmacıları, tehlikeli gazlar veya sudaki ağır metaller gibi çevresel tehlikeleri algılayıp cilde titreşimle bildiren giyilebilir sensör (giyilebilir bir yama) geliştirdi.
• Yama, altı farklı çevresel tehlikeyi algılayabiliyor ve her biri için farklı bir titreşim deseni üreterek kullanıcıyı uyarıyor.
• Araştırmacılar ayrıca bu teknolojiyi robotlar için “e-deri” (e-skin) haline getirerek robotların çevrelerindeki tehlikeleri algılayıp kaçınmasını sağladı.

Çevresel tehlikeleri tespit edip cep telefonuna bildirim gönderen sensörler zaten mevcut. Ancak North Carolina araştırmacıları, bu teknolojiyi bir adım ileri taşıyarak giyilebilir bir yama geliştirdi. Bu yama, tehlikeli gazlar veya sudaki ağır metaller gibi çevresel tehlikeleri algıladığında doğrudan cilde titreşim göndererek kullanıcıyı uyarıyor. Device dergisinde yayımlanan çalışma, aynı teknolojiyi robotlar için “e-deri” (e-skin) haline getirerek robotların çevrelerindeki tehlikeleri algılayıp kaçınmasını da sağlıyor.

NC State’ten araştırmacı Erim Uzunoğlu, “Zaten çevresel tehlikeleri algılayıp telefonunuza bildirim gönderen sensörler var—bunu geliştirmek istedik” diyor. “Bu çalışma için iki hedefimiz vardı. Birincisi, sensörleri küçülterek giyilebilir bir yamaya entegre etmek ve kullanıcı için potansiyel riskleri belirlemek. İkincisi, tehlikeli bir maddeyle temas edildiğinde mümkün olduğunca hızlı bilgi verilmesi. Telefona gönderilen bildirimler hemen kontrol edilmeyebilir. Bu nedenle, tehlike tespit edilir edilmez titreşim başlatarak insanların potansiyel tehdide hızlı yanıt vermesini sağlamak istedik.”

Ciltte Hissedilebilen Tasarım

Araştırmacılar, ehliyetten biraz daha küçük kare bir yama oluşturdu. Yama, bir mikrodenetleyici (beyin görevi gören), çok küçük bir pil, altı çevresel tehlikeyi izlemek için sensörler ve cilde titreşim sağlayan küçük bir aktüatör (haptic motor) içeriyor. Yamanın dış yüzeyinde ayrıca, cihazın kullanım sırasında güneş enerjisinden yararlanmasını sağlayan ince film fotovoltaik hücreler bulunuyor.

NC State’te doktora öğrencisi ve makalenin ortak yazarı Oluwatobi Ojuade, “Sadece titreşen bir motor yeterli değil; onu gerçekten hissetmeniz gerekir” diyor. “Bu nedenle, motor ile cildiniz arasında, neredeyse küçük bir kabartma deseni gibi dokulu yüzeyler tasarladık. Bu kabartmaların boyutunu ve aralığını değiştirerek titreşimin cilde nasıl algılandığını kontrol edebildik. Bu sayede, gözden kaçabilecek zayıf bir vızıltı yerine dikkat çeken bir his oluşturmayı başardık.”

Her Tehlike İçin Farklı Titreşim Deseni

Cihaz, algıladığı her tehlike için farklı bir “haptik dizi” veya titreşim deseni tetikliyor. Bu sayede kullanıcı, hangi çevresel tehlikeyle karşı karşıya olduğunu titreşimden anlayabiliyor. Uzunoğlu, “Ön testlerde, cihazın tehlikeli maddeleri iyi bir şekilde tespit ettiğini ve anında haptik yanıt başlattığını bulduk. Enerji hasadı teknolojisinin de pil ömrünü uzatmada iyi bir iş çıkardığını gördük. Sensörlerin düşük güç talebiyle birlikte bu, cihazın yaklaşık 24 saat çalışmasını sağlıyor” diyor.

Giyilebilir Yamadan Robot E-Derisine

Araştırmacılar, yamayı geliştirirken bu konsepti robotik cihazlara uyarlamanın mümkün olup olmadığını merak etti. Bu da “e-deri” (e-skin) olarak adlandırdıkları teknolojinin geliştirilmesine yol açtı. E-deri, sensör yamasını bir piezo-elektrik malzeme tabakasının üzerine yerleştiriyor. Sensör bir tehlike algılayıp haptik yanıtı tetiklediğinde, piezo-elektrik tabakaya karşı oluşan titreşim, robot tarafından algılanabilen bir elektrik sinyali oluşturuyor. Ön testlerde, e-deri dört ayaklı robotların tehlikeleri algılayarak rotalarını değiştirmesini sağladı.

Uyarlanabilir ve Ölçeklenebilir Teknoloji

NC State’ten elektrik ve bilgisayar mühendisliği yardımcı doçenti ve makalenin ortak yazarı Amay Bandodkar, “Yama ve e-deri büyük ölçüde hazır bileşenler kullanılarak üretildi. Bu, teknolojinin ölçeklenmesini kolaylaştıracak. Konsept son derece esnek—sensör dizisi modüler olduğu için, uygulamaya en uygun tehlikeleri izleyen sensörler eklenebilir veya çıkarılabilir” diyor.

Araştırmacı Hsiao, “Dokunsal sinyalleri farklı özelliklere sahip malzemelere kodlayabildiğimizi görmek oldukça etkileyici. Cihazı giyilebilir hale getirmek, gelişmiş algılama yetenekleri ve kullanıcıyı uyarma becerisini birleştirmek, üzerinde uzun süredir çalıştığımız bir hedef” diyerek çalışmanın önemini vurguluyor.

📂 İlgili Diğer Haberler

• Mütevelli Heyeti Üyemiz Doç. Dr. Canan Dağdeviren’den Çığır Açan Bir Buluş
• Kıyafetleri Aydınlatmak İçin Pil Gerektirmeyen Fiber