Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Araştırmacılar, ekibin ilham aldığı hayvan olan ornitorenk kadar benzersiz bir robotik “yapay deri” tasarladılar. Çin'in Tsinghua Üniversitesi ile Pekin Nanoenerji ve Nanosistemler Enstitüsü işbirliğiyle geliştirilen çift duyulu sistem, bilgiyi yalnızca doğrudan fiziksel dokunuşla değil, aynı zamanda çevresindeki havadaki elektrostatik değişiklikleri algılayarak da yorumlayabiliyor.

Ornitorenk, çok çeşitli zoolojik tuhaflıklarıyla ünlüdür. Yumurtlayan bu memeli milyonlarca yıl içinde ördek gagası, küçük, zehirli pençelerle donatılmış perdeli ayaklar ve kunduz benzeri düz bir kuyruk geliştirmiştir. Ancak dikkat çekici özelliklerinin tümü fiziksel değildir; bu canlı aynı zamanda dokunma gibi mekanik girdileri ve yakın çevresindeki elektriksel değişimleri tanımlayabilen son derece uyumlu bir duyu sistemine de güvenir. Bu ek yetenek, ornitorenklerin görsel bilgiye ihtiyaç duymadan yiyecek avlamasına ve avcılardan kaçmasına yardımcı olur.

Pekin Enstitüsü'nde araştırmacı olan ve Science Advances dergisinde yayınlanan bir makalenin başyazarı Di Wei'nin kızı da dahil olmak üzere pek çok insan ornitorenkleri ilk kez çocukken öğreniyor.

“Bir sohbet sırasında 9 yaşındaki kızım... bana İngiltere'de izlediği bir ornitorenk belgeselinden bahsetti. 'Ornitorenklerin... avlanmak için gözlerine güvenmediğini biliyor muydun?' diye sordu.” Wei, TechXplore'un 25 Eylül tarihli bir profilinde böyle diyor.

Wei, kızlarının sorusunun kendilerine ornitorenklerin “olağanüstü duyusal sistemini” daha fazla araştırmaları için ilham verdiğini ve bunun da kısa süre sonra ekiplerinin yeni cihazının geliştirilmesine ilham verdiğini açıkladı.

Wei'ye göre sensör iki temel prensip kullanıyor: temasla elektriklenme ve elektrostatik indüksiyon. Cihaz başka bir malzemeye dokunduğunda, elektronlar üst üste binen elektron bulutları arasında transfer olarak triboelektrik elektrik üretiyor. Bu şekilde sensör dokunsal sinyaller alır. Bu arada, elektrostatik indüksiyon (“tele-algı” olarak da bilinir) yapay derinin, yüklü nesneler yakınında olduğunda çevredeki elektrik alanlarındaki değişimleri not etmesini sağlar.

“Geleneksel sistemler genellikle daha zayıf yük etkileşimleri veya yüzey seviyesinde yük tespiti nedeniyle hassasiyet ve hassasiyet sınırlamalarından muzdariptir. Bizimki, yerel elektrik alanlarını güçlendiren ve dielektrik polarizasyonu artıran yapılandırılmış katkılı bir elastomerden yararlanarak yük yakalamayı geliştiriyor” dedi.

Derin öğrenme programlamasıyla birlikte, ekibin çoklu reseptör derisi malzemeleri yüzde 99,56 doğrulukla hızlı bir şekilde tanımladı ve 150 mm kadar uzaktaki nesneleri algıladı. Bu tür yetenekler bir gün aşırı iklim çevre modellemesine yardımcı olabilir, insan-makine etkileşimlerini geliştirebilir ve potansiyel olarak otonom robotik navigasyon sistemlerini güçlendirebilir.

Wei'nin ekibi ileriye dönük olarak, elektrik alanı algılama aralığını ve doğruluğunu genişletmek ve öngörülemeyen ortamlarla başa çıkabilecek şekilde uyarlamak için sensörlerinin malzeme tasarımını geliştirmeyi hedefliyor. Ayrıca, karmaşık uyaranları daha geniş bir algılama yeteneği yelpazesiyle yorumlayabilmesi için daha fazla duyusal girdi eklemeyi umuyorlar.

Kaynak: https://www.popsci.com/technology/platypus-skin-sensor/