Dokunma hissimiz çok kullanışlı. Başta doku farklılıkları nedeniyle ahşap, kağıt ve metalden cam ve plastikler olmak üzere geniş bir yüzey yelpazesi arasında kolayca ayrım yapabiliriz ve her malzeme parmaklarımızdan ısıyı farklı oranlarda emer. Dolayısıyla “nasıl” nı anlıyoruz, ancak şimdiye kadar bizim dokunsal duyumumuzun ince ayarını bilmiyorduk, yani en küçük farkı ne alabildiğidir.
Bu tür bir bilgi, dokunuş hissimizi , sanal ve güçlendirilmiş gerçeklerin gelişiminde ve birçok ileri teknolojide doğru bir şekilde yeniden canlandıracak, hayat benzeri bir protez yaratmak için çok önemlidir. California San Diego Üniversitesi’ndeki yeni araştırmalar, dokunma hissimizin aslında o kadar rafine edildi ki, tek bir molekül tabakası farklılıklarını alabiliyor.
DOKUNAKLI BİR KONU
PC’ler, oyun konsolları, akıllı telefonlar veya TV’ler gibi modern teknoloji, dünyayı her zamankinden daha özgür ve tam olarak yaşatmamıza izin veriyor. Biz duymak ve gezegenin diğer tarafında gözler önüne serilen olayları izleyebilirsiniz – hatta diğer gezegenlerin diğer tarafta – ama bu cihazlar için bize izin vermez ücreti l neler olduğunu. Bu maddenin karıştırılması “bu çalışmanın arkasındaki itici bir güçtür,” diyor San Diego nanoengineering Ph.D. öğrenci ve kağıt ortak yazarı Cody Carpenter.
Araştırma çabalarına öncülük eden UC San Diego’da bulunan nano mühendislik profesörü Darren Lipomi, “Malzemelerin dokunuş hissi ile nasıl etkileşime girdiğini henüz tam olarak anlamadıklarından gerçekçi dokunma hissi üretmek zordur” dedi.
Araştırmacılar, katılımcılardan katılımcılardan, mütevazi silikonlu gofretleri yalnızca parmaklarını sürükleyerek veya yüzeyinde parmağıyla vurarak denemelerini ve ayırt etmelerini istediler . Gofretler neredeyse aynıydı, yalnızca tek, en üstteki molekül tabakasında farklılık gösteriyordu.
Bu kadar dakikalık farklılıkları nasıl elde edebilirler? Ekip, umutlarını kaymaz sürtünme üzerine yerleştiriyordu, dinlenme sırasındaki iki nesne olarak ortaya çıkan sarsıntı hareketi birbirine doğru kaymaya başladı. Bu olgu, genel olarak iki cisim arasındaki statik sürtünme katsayısının dinamik sürtünme katsayısından daha büyük olması gerçeğine dayanır – iki cismi sürüklenmektense sürtünmeye karşı daha fazla güç alır. Bu fark, hareket başladığında ve dinamik katsayı devralıktan hemen sonra, cisimlerin nispi hızında kısa ve güçlü bir patlama, dolayısıyla sarsıntı hareketi anlamına gelir.
Ses bir şarap cam kenar boyunca ıslak parmak çalıştırırken yaptığınız cam yapıştırma-kaynaklı titreşimlerden tarafından üretilir. Yagisiz bir kapi menteşesi gıcırdatacak ve trenlerin durması neden durdurulurken bunu cehenneme çeviriyor. Hepsi sopa kaymasına bağlı titreşimler ses olarak dağılıyor.
EL ELE YAKLAŞIMI
Takım teorisinin devam edip etmeyeceğini görmek için birkaç deneme gerçekleştirdi. Birinci sırasında, katılımcılar iki gofretle sunuldu. Bir tanesi, oksijen açısından zengin tek bir oksitlenmiş tabaka ile diğeri Teflon benzeri bir florin ve karbon atomu tabakasıyla kaplandı. Her iki gofret de aynı görünüyordu, böylece katılımcılar onları görünüşüyle ayıramadılar.
Bir başka testte, 15 denek üç yüzeyle sunuldu ve diğer iki yüzeyden farklı olan bir yüzeyi tanımlamak zorundaydı. Denekler, bu deneme sırasında zamanın% 71’lik farklarını doğru olarak tespit ettiler.
Son olarak, deneklere oksitlenmiş ve Teflon benzeri yüzeylerin 8 yamasının farklı bir dizisi ile desenli üç şerit silikon gofret verilmiştir. Böylece her şerit ASCII alfabesindeki bir harfe karşılık gelen desenlerle birlikte bir ikili dil (1s ve 0s) kodladı. Katılımcılardan hangi yamaların oksitlendiğini ve Teflon benzeri materyalin içinde kapladığını söylemek için parmaklarını kullanarak bu dizileri okumaları istendi. Bu deneme süresince, 11 sorudan 10’u, zamanın% 50’sinden fazlasını oluşturan kelimeyi (“Lab”, büyük ve küçük harflerle hecelendi) doğru şekilde çözdü. Konular her harfi çözmek için ortalama 4.5 dakika harcadı.
Lipomi, “Bu, insanlarda şimdiye kadar gösterilen en büyük dokunsal duyarlılıktır” diye açıklıyor.
Denemeler sırasında kaydedilen verilerden ekip, malzemelerin parmağınızı sürükleyip bırakmayacağına ve yüzey için ne kadar kuvvet uyguladığına göre malzemelerin ayırdedilebileceğini belirledi. Sahte parmaklarını organik polimerden imal ettiler, bir kuvvet sensörüne taktılar ve çalışma sırasında kullanılan kuvvetler ve hız kombinasyonları üzerinde yüzeyi koştular. Verilerin daha fazla işlenmesi, bu iki faktörün belirli kombinasyonlarının ayırt edici materyaller için iyi bir performans sergilediğini, bazıları ise bu tür uygulamalarda kullanılacak çok fazla gürültüyü (kaotik veri) yarattığını ortaya koydu.
“Sonuçlarımız, doğru kuvvetler kombinasyonu üzerinde hızla eve girmek ve bu yüzeyler arasındaki farkı hissetmek için gereken hızları değiştirmek için olağanüstü bir insanın kabiliyetini ortaya koyuyor. Denemelerimizde yaptığımız gibi veri noktalarının bir matrisini birer birer yeniden oluşturmak zorunda kaldıklarını “belirtti. Lipomi,
“Cildimizdeki yüzlerce sinir benzeri bir şey taşımayan alaylı parmak cihazının sadece bir kuvvet sensörüne sahip olduğu ve bu yüzeylerdeki farkı hissetmek için hala gerekli bilgiyi elde edebildiği ilginç” diye ekliyor . “Bu bize cildin sadece mekanik reseptörleri değil, insanları dokunarak ince farkları hissettiren bağlar, boğumlar, bilek, dirsek ve omuzdaki reseptörler” dedi.
Bu sonuçlardan yola çıkarak, araştırmacılar ve mühendisler yapay cilt sistemlerinin çevremizdeki dünyayı kendi biyolojik derimiz gibi hissetmelerine imkan verecek teknolojiler geliştirebilir. Alternatif olarak, kağıt, herhangi bir materyalin hissini yaratan, sanal gerçeklik sistemlerini dramatik biçimde düzeltecek sistemler için temel oluşturabilir.
“Yüzey kimyasını dokunma ile ayırt etme yeteneği” konulu makale Materials Horizons dergisinde yayınlandı .
Yorumlar
0 Yorumlar
