Protezler için basınç ve sıcaklık algiyabilen biyonik deri geliştirildi

Washington Eyalet Üniversitesi (WSU) araştırmacılarının yürüttüğü çalışma, protezler için basınç ve sıcaklık algılayabilen yeni bir elektronik deri sistemini ortaya koydu. Makine ve Malzeme Mühendisliği Okulu yüksek lisans öğrencisi Hongyi Shen ile Doç. Dr. Kaiyan Qiu ve Prof. Dr. Prashanta Dutta liderliğindeki ekip, farklı protez yüzeylerine uyarlanabilen özelleştirilebilir bir algılama altyapısı geliştirdi. Mevcut ticari eldiven sensörlerine kıyasla 10 kat daha yüksek çözünürlük sunan sistemin, ampute bireylerin nesnelerin yüzey dokusunu ve malzeme özelliklerini algılamasına yardımcı olacak bir dokunsal geri bildirim mekanizması oluşturması hedefleniyor.

TARAMA MODEL BASKI

Araştırmacılar, geleneksel elektronik derilerde karşılaşılan yüksek maliyet, düşük algılama çözünürlüğü, anatomik uyum sorunları ve yoğun veriden kaynaklanan gerçek zamanlı çalışma güçlüklerini azaltmak için “tarama-model-baskı” adı verilen yeni bir üretim yöntemi geliştirdi. Bu yöntemde önce 3D tarayıcıyla protezin yüzeyi taranıyor, ardından elde edilen geometriye uygun sensör dizilimi oluşturuluyor. İnce katmanlı sandviç yapısındaki sensör modülleri ise yapıştırıcı kullanılmadan, Lego parçaları gibi birbirine geçecek şekilde birleştiriliyor. Böylece kavisli ve serbest biçimli protez yüzeylerinde de yüksek yoğunluklu ölçüm yapılabiliyor.

KİŞİYE ÖZEL

3D baskı ve lazer kesim teknikleriyle üretilen sistem, protezin biçimine göre özelleştirilebiliyor. Araştırmacılar, üretim yönteminin basit, düşük maliyetli ve erişilebilir olmasının tıbbi sınıf biyonik deri uygulamalarının yaygınlaşmasına katkı sağlayabileceğini belirtiyor. Sensörlerin protezin yüzeyine doğrudan uyarlanabilmesi, tek tip bir yapı yerine kullanıcının protezine göre şekillendirilen bir algılama katmanı oluşturulmasına imkan veriyor.

SİNİR UYARIMI

Proje için geçici patent başvurusunda bulunan ekip, bir sonraki aşamada sensörlerden alınan sinyalleri yakındaki sinirleri uyaracak elektriksel uyarımlara dönüştürebilen bir aktüatör mekanizması geliştirmeyi planlıyor. Böylece elektronik derinin yalnızca basınç ve sıcaklığı algılaması değil, bu bilgilerin kullanıcıya dokunma hissi olarak iletilmesi hedefleniyor. Çalışmanın nihai amacı, tam fonksiyonlu bir biyonik deri sistemiyle ampute bireylerin günlük görevlerini yerine getirme yeteneklerini geliştirmek.

PROJE DESTEĞİ

Araştırma; Ulusal Bilim Vakfı Araştırma Stajı programı NRT-LEAD, WSU girişim şirketi ve Cougar Cage fonları tarafından destekleniyor. Ekip, mevcut sensör altyapısını sinir uyarımıyla birleştirerek protez kullanıcılarına daha gelişmiş bir dokunsal geri bildirim sistemi sunmayı amaçlıyor.