EPFL’den giyime hareket kazandıracak iplik benzeri motor teknolojisi



Özet


EPFL araştırmacıları, kıyafetlere doğrudan hareket kazandırabilen, kumaşa dikilebilecek kadar küçük ve esnek bir motor olan "FiberMotor"u geliştirdi. İç içe geçmiş lifler ve elektrostatik çekim prensibiyle çalışan bu motorlar, hantal dişli sistemlerine gerek duymadan kuvveti giysiye yayabiliyor ve robotik parmak bükme gibi görevleri başarıyla yerine getiriyor. Tersine hareketlenebilir özelliğe sahip olan teknoloji; yumuşak dış iskelet kıyafetler, VR dokunsal sistemleri ve hafif protezlerde kullanım potansiyeli taşıyor. Araştırmacılar, bu ince motorların kullanıcı hareketlerine uyum sağlayarak daha doğal bir destek sunmasını hedefliyor.



EPFL araştırmacıları, giysilere doğrudan hareket kazandırabilen esnek ve iplik benzeri bir motor geliştirdi. "The Rundown"da yer alan FiberMotor, kumaşa dikilebilecek kadar küçük bir formda, hareket üretmek için kayan lifler kullanıyor.

EPFL’in Yumuşak Transduserler Laboratuvarı (Soft Transducers Laboratory), çalışmayı 7 Ekim’de duyurdu. Bu motorlar yaklaşık 1 ila 3 milimetre genişliğinde. Her biri, iç içe geçmiş liflerden oluşuyor ve sargılı elektrotlar aracılığıyla her iki yöne hareketi sağlayan elektrostatik bir çekim oluşturuyor.

Testler neler gösteriyor?

EPFL tarafından rapor edilen testlerde, dörtlü motor grubu 46 gram ağırlığındaki bir çikolata paketini kaldırdı ve robotik bir parmağı bükebildi. Ayrı testlerde ise tekil motorlar, 75 grama eşdeğer sabit yükleri tutabildi.

FiberMotor ayrıca "backdrivable" (tersine hareketlenebilir) özelliğe sahip. Birisi motorun hareketine karşı baskı uygularsa, lifler birbirinin üzerinden kayabiliyor.

Araştırmacılar motoru, bir dizin etrafına uyarlanmış prototip bir giysiye diktiler. 27 Eylül'de ilk kez yayımlanan makale, dizin bir manken dizine ait olduğunu belirtiyor. Tam bir giysinin bir kişiye ne kadar destek sağlayabileceği ise henüz belirsizliğini koruyor.

Neden önemli?

FiberMotor, giyilebilir robotikte sıkça kullanılan hantal dişliler ve aktarma sistemleri olmadan kuvveti giysiye yayabiliyor. Kumaş üzerine dikilen ince motorlar, tasarımcıların çekme kuvvetini bir eklem etrafına yaymasına olanak tanıyor. EPFL; yumuşak dış iskelet kıyafetleri (exosuits), VR dokunsal sistemleri ve hafif protezlerde potansiyel kullanım alanları görüyor.

Kullanıcı için ise hareketine uyum sağlayan (yield) bir motor, kendi hareketlerini daha az kısıtlayacaktır. Yine de araştırmacıların cihazın tamamının güvenliğini ve konforunu test etmesi gerekecek.

Motorların destekleyici donanımlara da ihtiyacı var. Makalede, şebekeye bağlı yüksek voltaj kaynağıyla güçlendirilen ve hız testlerinin 2 ila 3 kilovolt arasında yapıldığı deneyler anlatılıyor. Giyilebilir bir cihazın boyutu ve ağırlığı; pilini, voltaj dönüştürücüsünü, kablolamasını ve yalıtımını hesaba katmak zorunda olacaktır. Makale, yük altındaki verimliliği gelecek çalışmalar için açık bıraktığından, bitmiş bir giysinin pil gereksinimleri henüz belirsizliğini koruyor.

Bükülme yarıçapı ise bir başka sınır teşkil ediyor. Araştırmacılar, 60 milimetrelik bir bükülme yarıçapında çalışma gerçekleştirdiklerini bildirdiler. Daha keskin eğriler test edilen konfigürasyonu durdururken; bükülme (twisting) ve esneme (stretching) özellikleri tanımlanmadı.

Rapor edilen ömürler genellikle 1.000 döngüyü aşarken, bazı örnekler 24 saat boyunca kesintisiz çalıştı. En yaygın arıza türü elektriksel yalıtımın bozulması oldu. Motorların ter, sürtünme ve yıkamaya maruz kalan giysiler içinde ne kadar dayanacağı ise henüz bilinmiyor.

Araştırmacı Sylvain Schaller, kurduğu Elecsyor adlı girişimi aracılığıyla ürünün ticarileşmesi üzerinde çalışıyor. EPFL, ekibin motorları daha güçlü ve dayanıklı hale getirmek ve kullanıcıdan geri bildirim almayı sağlamak için çalıştığını belirtti.