Stanford Üniversitesi’nde, Xerox PARC’ın basılı elektronik teknolojisi kullanılarak protez uzuvlara dokunma hissi verecek elektronik deri geliştirildi.
Ampute bireylerin hareket etmesini ve objeleri tutmasını sağlayan protez uzuvlara yerleştirilecek basılı elektronik deri; temas ettiği objeden aldığı sinyalleri sinir hücreleri üzerinden beyine ileterek kişinin dokunma hissini duyumsamasını sağlayacak.
Stanford Üniversitesi bünyesindeki bilim insanları tarafından uzun yıllardır sürdürülen yapay uzuvlara dokunma hissi kazandırma çalışmaları, Xerox PARC’ın basılı elektronik (printed electronics) teknolojisi ve yaklaşımının kullanılması ile başarıya ulaştı. Protez uzuvlara, dokunma hissi kazandırmak üzere geliştirilen elektronik deri teknolojisi, obje üzerine uygulanan teması algılayarak kişiye dokunma hissi verecek.
Stanford Üniversitesi Bilim İnsanları; elektronik deri üretmek için mikro basınç sensörlerinden, ışıkla aktive olan iyon kanalları içeren sinir hücrelerinden ve Xerox PARC’ın geliştirdiği basılı elektronik teknolojisinden faydalandıklarını belirtiyor.
Elektronik deri nasıl çalışıyor ?
Geliştirilen elektronik derinin yüzeyini kaplayan ve karbon nanotüp alaşımdan oluşan basınç sensörleri, iki katmandan oluşan yapay derinin üst yüzeyinde bulunuyor. Basınç sensörleri, ufak bir baskıdan el sıkışmaya kadar deri üzerine uygulanan her türlü baskıyı algılayabiliyor ve bu baskıdan ürettiği sinyali iletken yapısı ile alt katmana aktarıyor. Alt katmanda bulunan Xerox’un basılı elektronik devreleri; dokunma kuvveti ile üretilen sinyali elektronik titreşimlere çevirerek kişinin sinir hücreleri üzerinden beyne iletiyor ve kişinin dokunma hissini duyumsamasını sağlıyor.
Geliştirilen elektronik deri, temelde plastik üzerine yerleştirilmiş milyarlarca karbon nanotüpten oluşuyor. Çoklu miktarda ve sık şekilde yapay deri içine yerleştirilen Xerox’un basılı elektronik devre teknolojisi ile oluşturulan çipler; herhangi bir sıkma veya baskı sırasında birbirlerine yaklaşıyor ve mikro çapta bir elektrik üretiyor. Bu da, yapay deriye insan derisi gibi, baskı şiddetine göre bilgi üreten bir yapı kazandırıyor. Sert veya uzun süreli bir temas; nöronlara aktarılan elektrik sinyallerinin şiddetini, süresini etkiliyor ve kişinin deri üzerine uygulanan baskıyı tam anlamı ile hissetmesini sağlıyor. Mikro saniyeler içinde gerçekleşen bu etkileşimle, protez uzuvlu kişi dokunma hissine erişiyor.
Geliştirilen elektronik deri, bilim dünyası tarafından da büyük bir heyecanla karşılandı ve çok sayıda övgü aldı. Elektronik deri geliştirmek için çalışmalar yürüten bilim insanlarından Berkeley Üniversitesi’nde görevli Ali Javey, Stanford Üniversitesi araştırmacılarının buluşunu “İnsan derisine benzer ten formunda materyaller geliştirmek adına olağanüstü bir adım” olarak niteledi.
Elektronik deriyi geliştiren araştırma grubunun başında bulunan Prof. Dr. Zhenan Bao, yaklaşık 10 yıldır protez uzuvların hissedebilmesini sağlamak için araştırma yapıyor. On yıllık süreç sonunda, nihai hedefleri olan insan bedenine tam entegre bir yapay deri geliştirmek için büyük bir adım atmayı başaran Bao ve ekibinin bundan sonraki çalışması ise sıcaklığı hissedebilen deri geliştirme olacağı belirtiliyor.
