Kullanıcı Duyarlılığını Koruyan Dünyanın İlk Parmak Ucuna Takılan Sensörü: Çok İnce Nanomesh Sensör
Fotoğraf : Çok ince nanomesh sensör, kullanıcıların duyarlılığı ve nesneleri kavrama yeteneği üzerinde fark edilemeyen bir etkiye sahiptir.
Münih Teknik Üniversitesi (TUM) ve Tokyo Üniversitesi’nden araştırmacılar, doğrudan cilde yapışabilen son derece ince bir basınç sensörü geliştirdiler. Bu icat; teknolojik ya da medikal uygulamalar için değerli bilgiler ortaya çıkarmak amacıyla parmakların, nesnelerle nasıl etkileştiğini ölçebiliyor. Sensör, kullanıcının hassasiyetinde ve nesneleri kavrama yeteneği üzerinde fark edilemeyen bir etkiye sahiptir ayrıca sürtünmeden kaynaklanan bozunmalara karşı oldukça dirençlidir.
Maddelerle, diğer insanlarla ve yakın çevremizle doğrudan etkileşimimizde ellerimiz ve parmaklarımız öncelikle araçlarımızdır. Dokunma algısının aslında nasıl çalıştığını ortaya çıkarmak ve bunu kaydetme yollarını bilmek sadece tıp, spor ya da nöro-mühendislik alanlarında değil, arşivleme vasıfları için de oldukça yarar sağlayacaktır.
Fakat, bu bilgiyi yakalamak hiç de kolay değildir. Parmaklardaki giyilebilir sensör, son derece ince ve bükülebilir olmalıdır çünkü parmak uçları öyle hassastır ki herhangi bir şey, hissetmeyi etkileyebilir. Ayrıca ellere takılan sensör, sürtünme veya diğer fiziksel zararlara karşı da dayanıklı olmalıdır.
Bu sorunla başa çıkmak için; TUM’da Nöromüsküler Tanıbilim Profesörü David Franklin ve çalışma arkadaşları, Tokyo Üniversitesi’ndeki araştırmacılarla bir araya geldiler. Profesör Takao Someya tarafından öncülük edilen bilim insanları, “nanomesh sensör” olarak adlandırılan kullanışlı bir malzemenin dört son derece ince tabakasıyla kaplı bir sensör geliştirdi.
İnsan Saçından Daha İnce
Bir poliüretan nanolif tabakası, pasifleştirme ve taşıyıcı tabaka görevi görür. Bunun devamında; son derece ince bir altın ağ tabakası, sonrasında parilen kaplı poliüretan nanolif tabakası ve son olarak başka bir altın ağ tabakası takip eder. İnce bir üst tabaka poliüretan ve polivinil alkol nanolifleri mekanik olarak sensörün dört tabakasını korur.
“Her iki nanomesh tabakası da elektro-spinning olarak adlandırılan bir işlemle yapıldı,” diyor Someya. Poliüretan lifleri kalınlığı, yaklaşık iki yüz insan saçı kalınlığı olan 200 ile 400 nanometre arasındadır.
Diğer iki tabaka, sensörün işlevsel elektronik bileşenini oluşturan şablon benzeri bir çizgi ağıdır. Altından yapılırlar ve kontakt lenslerde kullanılan bir polimer olan polivinil alkolün taşıyıcı yapısını kullanırlar. Üretim işleminden sonra polimer, sadece taşıyıcı altın izlerini ayırmak için temizlendi.
Duyarlılıkta En Az Etki
Araştırmacılar, 18 katılımcının yardımıyla sensörler üzerinde bir dizi özenli testler uyguladılar. Bütün araştırmacılar sensörlerin algılanamaz olduğunu ve ne sürtünme yoluyla nesneleri tutma yeteneğini ne de sensör takılmadan aynı işlemi gerçekleştirmeye kıyasla, algılanan hassasiyeti etkilemediğini doğruladı. Bu tam olarak araştırmacıların aradığı sonuçtu.
“Eskiden sadece dokunma hissini engelleyen oldukça katı ölçüm aletlerimiz vardı,” diyor Frankline ve ekliyor: “Evdeki evcil hayvanınızı düşünün, belki evcil hayvanınız kedi veya köpektir. Hangi cihaz, onları okşadığınız zaman ne kadar basınç uyguladığınızı hesaplamak için hem yumuşak hem de yeterince duyarlıdır? Bugüne kadar imkansızdı, fakat parmaklarımızda uygulanmakta olan bu yeni nanomesh sensörle aniden yapabiliriz.
Herhangi bir Hassas Çalışmanın Bilgisini Arşivlemek için Tasarlandı
Yeni geliştirilen uygulamaların bir yolu, zanaatkârlar tarafından hassas el işlerinin dijital arşivlenmesinde kullanılabilir. “El yapımı bir saatin nasıl yapıldığını öğrenmek istediğinizi varsayalım,” dedi Franklin. “Gelecek nesiller için, inanılmaz yetenekli saatçilerin yeteneklerini nasıl saklayabiliriz? Onların saat yaparken, küçük parçaları nasıl topladıklarını ve elle nasıl işlediğini bilmek isteriz. Parmak ucundaki ultra ince nanomesh sensörü sayesinde, parmağın dokunma hissini etkilemeden kuvveti hesaplayabilip kaydedebiliriz.”
Aslına bakılırsa, cilt hassasiyeti üzerinde hiçbir etkisi olmayan parmak ucuna takılan bir sensör dünyada ilk kez başarılı bir şekilde gösterilmiştir. Bilim insanları, sensörün atmosferik basınca eşdeğer bir kuvvetle bir yüzeye sürüldükten sonra bile basınç sensörü olarak performansını 300 kez kırılmadan sürdürdüğünü keşfetti. “Bu, çok çeşitli nesnelerin el ile hareket ettirilmesini gerçekten ölçebildiğimizi gösteriyor, bu daha önce hiç mümkün olmamıştı.”
Kaynakça : tum.de
