ROBOTLAR HİSSEDER Mİ?
- gazigenmet
- 20 Oca 2021
- 2 dakikada okunur
Yapay Deri Reseptörlerine Yeni Yaklaşım
Derimiz olmasaydı ne olurdu? Dokunma hissimiz yokken, sıcak-soğuk ya da acıyı algılayamazken herhangi bir uyarana tepki verebilir miydik?
Deri, organlarımız için koruyucu bir kılıf olmanın yanısıra dış etkenlere karşı bizi alarmda tutan çok önemli bir yapıdır. Derinin her yerine yayılmış taktil reseptörler; ısıyı, ağrıyı, mekanik uyarıları algılayıp elektrik sinyallerine dönüştürerek beyne iletirler. Bu reseptörler her uyaran için özelleşmiş haldedir; ısıyı algılamak için termoreseptörler, hareketi algılamak için ise mekanoreseptörlerimiz bulunur. Mekanoreseptörler de kendi içlerinde algıladıkları hareketin tipine göre (sıkma, çimdikleme, batma) özelleşme gösterirler.
Peki, elektronik bir deri yapmak isteseydik bu reseptörleri nasıl taklit edebilirdik? İnsan benzeri robotların yapay derilerine dokunduğumuzda robotlar ne hissederler? Parmağımızın sıcaklığını mı yoksa parmağımızın deriye bastırma derecesini mi algılarlar?
Bugüne kadar üretilen elektronik deriler bu iki veriyi ayrı ayrı değerlendirmede başarılıyken iki uyaran aynı anda gerçekleştiğinde bunları birbirinden ayıramıyorlar ve ısı uyaranı mekanik uyarı vermeye başladığında ısıyı doğru ölçmede ciddi problemler yaşıyorlardı. POSTECH Malzeme Bilimi ve Mühendisliği bölümünden Prof. Unyong Jeong ve Dr. Insang You ile Stanford Üniversitesinden Prof. Zhenan Bao, bu probleme bir çözüm geliştirmek için hem ısıyı hem de mekanik uyarıyı aynı anda ayırt edebilen iyon-elektronik deri geliştirdiler. Geliştirdikleri deride kullandıkları reseptörler, tıpkı gerçek deride olduğu gibi yapay derinin esnekliğini ve kırılmazlığını da korumak için elektrolitler içeriyorlar. Ayrıca araştırmacılar, elektrolit içeren iyon iletken malzemelerin farklı uyarı frekanslarında farklı ölçümler yapabilme yeteneğinden de faydalandılar, böylece multifonksiyonel yapay reseptörü mekanik ve ısı uyaranlarını aynı anda ölçebilecek şekilde dizayn etmeyi başardılar.
Araştırma ekibi bunların yanı sıra sadece sıcaklığa ya da sadece mekanik uyarıya yanıt veren iki değişken de tanımlıyor: şarj relaksasyon zamanı ve normalize edilmiş kapasitans. Şarj relaksasyon zamanı, polarize iyonların kaybolma süresini ifade ederken yalnızca sıcaklığı ölçüyor ve hareket uyaranlarına tepkisiz kalıyor. Normalize edilmiş kapasitans ise tam tersi şekilde sıcaklığa tepkisiz kalırken hareketi ölçebiliyor. Böylece, tıpkı gerçek insan derisinde her reseptörün farklı bir eşik değere veya harekete tepki vermesi ve diğer uyaranlardan etkilenmemesi gibi, uyaran spesifik değişkenler kullanılarak karışıklık çözülmüş oluyor!
Üretilen bu yapay reseptörün elektrod- elektrolit-elektrod şeklinde oldukça basit bir yapısı bulunuyor. Kullanılan bu yöntemle yapay deri, sadece sıcaklık-mekanik uyaran ayrımı yapabilmekle kalmıyor, uygulanan mekanik uyaranın tipini de (sıkıştırma, baskı uygulama) yüksek doğrulukla belirleyebiliyor. Rahatça esneyip modifiye de edilebildiği için, giyilebilir ısı sensörü ya da insansı robotlar için deri olarak kullanımının yaygınlaşacağı öngörülüyor.
Dr. Insang You, reseptörü “Bir işaret parmağı elektronik deriye dokunduğunda, elektronik deri bu etkileşimi sıcaklık değişimi olarak algılar. Parmak deriye baskı uyguladığında temas alanının arka kısmı geriliyor ve reseptör bunun bir hareket olduğunu algılıyor. “ şeklinde açıklıyor. “Gerçek insan derisinin uyarıları ayırt etme mekanizmalarından birinin de bu olduğundan şüpheleniyorum.” diye de ekliyor.
Yine araştırma ekibinden Prof. Unyeong Jeong, bu çalışmanın multimodal elektronik deri araştırmalarında elektrolitlerin kullanılması adına ilk adım niteliğinde olduğunu söylüyor. Çalışmanın nihai hedefinin, dokunma duyusunu bir şekilde kaybetmiş insanların da duyularını tekrar kazanmalarını sağlayacak bir yapay iyon-elektrik deri üretebilmek olduğunu belirtiyor. Bu da, gelecekte duyu kayıplarının tedavi edilebilirliği açısından umut verici bir gelişme gibi görünüyor.
Şimdilik birçok insansı robotun onlara dokunduğunuzda kolayca kafası karışabilse de yeni yöntemlerle robotların da “hissetmeye” gittikçe daha çok yaklaştıklarını söylemek mümkün.
Fatma Sıla Eroğlu- Gazi GENMET AİMT
Kaynakça:
Comments