Bugün kullanımda olan robot parçaları genellikle sınırlı hareket kabiliyetine sahip ve canlı benzeri görüntüye sahip değil. Doğadan ve biyolojiden esinlenilen yeni bir çalışmada ise, Florida Atlantic University’den bilim insanları, gerçek hissiyatı veren ve gerçek gibi görünen benzersiz bir robot parmak geliştirdiler. Bioinspiration & Biomimetics’de yayımlanan çalışmada, Erik Engeberg, robot kolu nasıl geliştirdiğini ve biçim bellekli alaşım kullanarak bu parmağı nasıl test ettiğini, insan parmağının 3 boyutlu bilgisayar destekli tasarım modelini, 3 boyutlu yazıcı işlemlerini ve özgün termal çalışma tekniğini detaylandırdı.

Engeberg’in belirttiğine göre, araştırmacılar robot parmağı termomekanik olarak programlayıp bükülme ve açılma gibi insan parmağı hareketlerini kopya edebiliyorlar. Dizaynın hafifliği, yetenekli oluşu ve gücü de geleneksel mekanizmalara kıyasla oldukça fazla avantaj sağlıyor, ayrıca protez eller gibi cihazlara adapte edilebiliyor.

Çalışmada, Engeberg ve araştırma takımı bir iletken üzerindeki elektrik akım geçişini içeren ve ‘’Joule’’ ısıtma olarak adlandırılan, dirençli ısıtma işlemini kullandılar. Bilgisayar temelli 3 boyutlu insan parmağı modeli kullanarak da araştırmacılar, parmağın 3 boyutlu yazıcı ile katı modelini elde edebildiler. Geliştirilen 3 boyutlu katı model, fleksor/ekstensor hareket verici ve pozisyon sensörü yuvaları içeriyordu. Ekstensor hareket verici ısıtıldığı zaman düz bir şekil alırken, fleksor hareket verici ısıtıldığı zaman kavisli bir şekil alıyor. Ayrıca  araştırmacılar SMA(superior mesenteric artery) plakalar kullandılar ve çok aşamalı dökme işlemi ile de parmağın montaj işlemini gerçekleştirdiler. Elektriksel iskeleti elektrik akımını her bir SMA hareket verici boyunca akışı sağlayacak şekilde tasarladılar. Eleketrik altyapısının ‘’U’’ şeklindeki tasarımı elektrik akımını SMA’lara doğru akacak şekilde yönlendiriyor.

Geliştirilen bu yeni teknolojide, ısıtma ve sonrasında soğutma süreci ile robot parmağın hareketi sağlanıyor. Hareket verici soğutulduğu zaman, malzeme yavaşça gevşiyor. Bu araştırmanın sonuçları gösteriyor ki, daha hızlı bükülme ve açılma hareketinin yanı sıra belirlenmiş şekline daha isabetli ve eksiksiz bir şekilde ulaşması, öğretilmiş/belirlenmiş şeklinin biyomekanik temelini doğruluyor.

SMA’ların ısıtma ve soğutma işlemini gerektirmesi, bu teknolojinin soğutulup eski şeklini alması noktasında zamana ihtiyaç duyması anlamına geliyor. Bu durum da geliştirilen sistem üzerindeki aşılması gereken zorluklardan birisini oluşturuyor. Bu zorluğun üstesinden gelebilmek için, Engeberg’in belirttiğine göre, araştırmacılar bu teknolojiyi su altı robotlarında kullanmayı planlıyorlar. Çünkü su altında bu sistem için gerekli soğutma sistemi doğal olarak sağlanmış oluyor.

Robot parmağın ilk uygulamalarının su altı cihazlarında olmasının planlanmasından ötürü, Engeberg termal izolasyonları parmak ucunda kullandı. Bu izolasyonlar sayesinde su akışının parmak içerisine girmesi ve soğutmayı kolaylaştırması sağlanıyor.

Engeberg’in belirttiğine göre, su altı deneyleri, su ile soğutma bileşenlerinin parmağın işleme hızını arttırdığını gösteriyor.

 

---

İlgili Makale:  Erik D Engeberg, Savas Dilibal, Morteza Vatani, Jae-Won Choi, John Lavery. Anthropomorphic finger antagonistically actuated by SMA plates. Bioinspiration & Biomimetics, 2015; 10 (5): 056002 DOI: 10.1088/1748-3190/10/5/056002

---