• Robotların algılama yeteneklerini geliştirebilecek yeni bir çift modlu dokunsal elektronik deri tanıtıldı. 
• Bu elektronik deri hem dokunsal bilgileri algılıyor hem de geri bildirim üretebiliyor.
• E-deri prototipinin bir tartım deneyinde test edilerek nesne tanıma, hassas tartım ve sürükleyici insan-robot etkileşimi (HRI) olmak üzere üç ana olası uygulama için potansiyeli de araştırıldı.

Son yıllarda, malzeme bilimcileri ve mühendisleri robotik ve protez uygulamaları için giderek daha sofistike malzemeler ortaya koydu. Buna, çevredeki ortamı algılamak ve dokunma duyusunu yapay olarak yeniden üretmek için tasarlanmış çok çeşitli elektronik deriler de dahil.

Tsinghua Üniversitesindeki araştırmacılar, kısa bir süre önce robotların algılama yeteneklerini geliştirebilecek ve aynı zamanda bir insanın dokunma duyusundan yararlanarak bilgi iletmelerine olanak tanıyan yeni bir çift modlu dokunsal elektronik deri tanıttı. Ön baskı sunucusu arXiv’de yayımlanan ve IEEE ICRA 2024 tarafından kabul edilen bir makalede sunulan bu e-deri hem dokunsal bilgileri algılayabilir hem de dokunsal geri bildirim üretebilir. Böylece çift yönlü dokunma tabanlı insan-robot etkileşimlerini (HRI) mümkün kılar.

Teknoloji, sadece dokunsal algılama veya dokunsal geri bildirim sağlayabilen ancak her ikisini birden sağlayamayan mevcut elektronik cilt teknolojisinin sınırlarını genişletmeye çalışıyor. Algılama ve geri bildirim birimlerinin çalışma mekanizmaları sorunsuz bir şekilde birleştirilemiyor. Bu da daha büyük cihazlara ve daha yüksek üretim maliyetlerine neden oluyor.

Dr. Ding ve meslektaşları tarafından yapılan çalışmanın temel amacı, dokunsal bilginin çift yönlü iletimi yoluyla temas kuvvetlerine de yanıt verecek çift modlu bir elektronik deri geliştirmekti. Bunu başarmak için geliştirdikleri e-deri, multimodal manyetik dokunma algılamasını titreşim geri bildirimi ile entegre ediyor.

E-deri esnek bir manyetik film, silikon elastomer, Hall sensör dizisi, aktüatör dizisi ve mikrodenetleyici ünitesini bir araya getiriyor. Hall sensörü, manyetik filmin mekanik basınçtan kaynaklanan deformasyonunu tespit ederek manyetik alanda değişikliklere yol açıyor ve böylece çok boyutlu dokunma algısı elde ediliyor. Aynı zamanda, aktüatör dizisi dokunsal geri bildirim sağlamak için mekanik titreşim üreterek insanlar ve robotlar arasındaki etkileşim deneyimini geliştiriyor.

Dr. Ding ve meslektaşları, e-deri prototipini bir dizi deneyde test ederek nesne tanıma, hassas tartım ve sürükleyici HRI olmak üzere üç ana olası uygulama için potansiyelini de araştırdı. E-derinin hem dokunsal bilgiyi algılamada hem de dokunsal geri bildirim üretmede etkili olduğu tespit edildi. 

Dokunsal titreşimler için beklenmedik ve yaratıcı şekillerde kullandığından bir tartım deneyi seçildi. Ayrıca hassas tartım işleminin hızı kontrol edilebilir ve kontrol doğruluğu ~0,0246 g değerine kadar geliştirilerek günlük gereksinimleri karşılanabilir. Çift modlu dokunsal e-deri, robotik manipülasyonu ilerletebilir, endüstriyel robotlarda daha hassas kontrol sağlayabilir ve gelişmiş protez uzuvların geliştirilmesinde yeni yollar açabilir.

Dr. Ding, gelecekteki araştırma ve geliştirme çalışmalarının odak noktalarını belirtti: e-deri bileşenlerinin küçültülmesi, sıcaklık algılama gibi yeni algılama yöntemlerinin entegrasyonu ve işitsel geri bildirimin eklenmesi. Bu ilerlemeler, duyusal deneyimi geliştirmeyi ve insan-makine iş birliğini iyileştirmeyi amaçlıyor.

Derleyen: Esin Özcan