Yeni Giyilebilir Cihazlar, İnsan Vücudunu Bir Pile Dönüştürüyor

Fotoğraf: Yüzük olarak takılabilen bir termoelektrik güç üreteci (Xiao Lab)

Colorado Boulder Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, insan vücudunu biyolojik pile dönüştüren yeni ve düşük maliyetli giyilebilir bir cihaz geliştirdiler.

Science Advances Dergisi’nde tanıtılan bu cihaz, yüzük, bileklik ya da vücudunuzla temas eden bir başka aksesuar olarak giyebileceğiniz şekilde esnektir. Aynı zamanda insanın doğal sıcaklığından da yararlanır ve termoelektrik üreteçler kullanarak insanın vücut iç sıcaklığını elektriğe çevirir.

“Gelecekte pil kullanma zorunluluğu olmadan giyilebilir elektronik cihazlarınıza enerji sağlayabilmek istiyoruz,” demiştir CU Boulder’da Paul M. Rady Makine Mühendisliği Bölümü’nde profesör olan ve yeni makalenin baş yazarı Jianliang Xiao.

Bu kavram kulağa, değerli organik enerjilerini kullanmak için insanları esir alan robotların yarıştığı The Matrix film serisinden çıkmış gibi gelebilir. Xiao ve ekip arkadaşları o kadar da hevesli değiller: Cihazları insan cildinin her bir santimetrekaresi için yaklaşık 1 volt enerji üretebilmektedir- bu da mevcut pillerinin çoğunun sağladığından daha az voltaj demektir, ancak yine de saat ya da fitness takip cihazı gibi elektronik cihazlara güç sağlamak için yeterlidir.

Bilim insanları benzer termoelektrik giyilebilir cihazları daha önce de denedi, ancak Xiaso’nun esnek cihazı zarar gördüğünde kendi kendini düzeltebiliyor ve tamamen geri dönüştürülebilir ki bu da onu geleneksel elektronik cihazlara göre daha çevre dostu bir alternatif haline getiriyor.

“Ne zaman bir pil kullansanız er geç biter ve onu yenilemeniz gerekir,” demiştir Xiao. “Termoelektrik cihazımızın iyi yanı giyilebilir olması ve size devamlı enerji sağlamasıdır.”

Yüksek Teknoloji Ürünü

Bu proje, Xiao’nun insanları robotlarla kaynaştırmak için ilk girişimi değildir. O ve arkadaşları daha önceden gerçek insan derisi gibi görünen “elektronik deri” giyilebilir cihazların tasarımı için bazı tecrübelere sahiptir. Bununla birlikte insansı üst derinin çalışması için dışsal bir güç kaynağı ile bağlantı kurması gerekmektedir.

En azından şimdiye kadar… Grubun en son yeniliği, poliimin adı verilen esnek bir malzemeden yapılmış bir tabanla başlıyor. Bilim insanları daha sonra bir dizi ince termoelektrik yongayı bu tabana yapıştırarak hepsini sıvı metal tellerle birleştiriyor. Son ürün, plastik bir bilezik ile minyatür bir bilgisayar anakartı veya belki de teknik bir elmas yüzük arasında bir haç gibi görünüyor.

Xiao, “Tasarımımız, gerçekten kırılgan olabilen termoelektrik malzemeyi çok fazla zorlamadan tüm sistemi gerilebilir hale getiriyor”, demiştir.

Koşu yapmak için dışarı çıktığınızı varsayın. Egzersiz yaptıkça vücudunuz ısınır ve bu ısı çevrenizdeki serin havaya yayılır. Xiao’nun cihazı, boşa gitmesine izin vermek yerine bu enerji akışını yakalar.

“Termoelektrik üreteçler insan vücudu ile yakın temas halindedir ve normalde çevreye dağılacak olan bu ısıyı kullanabilirler,” demiştir.

Lego Bloklar

Bu gücü daha fazla üreteç blokları ilave ederek arttırabileceğinizi de eklemiştir. Bu anlamda tasarımını popüler çocuk oyuncakları olan Legolarla karşılaştırmıştır.

“Bu küçük birimleri daha büyük birimler elde etmek için birleştirebilirim,” demiştir. “Bu, küçük lego parçalarını birleştirmek gibidir. Kişiselleştirmek için size çok fazla seçenek verir.

Xiao ve arkadaşları, örneğin, tempolu bir yürüyüşe çıkan bir kişinin yaklaşık 5 volt elektrik üretmek için tipik bir spor bilekliği büyüklüğündeki bir cihazı kullanabileceğini hesaplamışlardır – bu da birçok saat pilinin toplayabileceğinden daha fazladır.

Xiao’nun elektronik cildi gibi, yeni cihazlar da biyolojik doku kadar dayanıklıdır. Örneğin, cihazınız koparsa, kopan uçları sıkıştırabilirsiniz ve bunlar sadece birkaç dakika içinde tekrar kapanır. Ve cihazla işiniz bittiğinde, onu elektronik bileşenleri ayıracak ve poliimin tabanını çözecek özel bir çözeltiye daldırabilirsiniz – bu bileşenlerin her biri daha sonra yeniden kullanılabilir.

Xiao, “Cihazlarımızı olabildiğince ucuz ve güvenilir hale getirirken, aynı zamanda çevre üzerinde mümkün olduğunca sıfıra yakın bir etkiye sahip olmaya çalışıyoruz” demiştir

Tasarımda hala çözülmesi gereken karışıklıklar olsa da, grubunun cihazlarının 5 ila 10 yıl içinde piyasada görülebileceğini düşünüyor.

Haberin videosuna şu linkten ulaşabilirsiniz: https://www.youtube.com/watch?v=hexScHvEFwQ&feature=emb_title

Kaynak: techxplore.com