Yeni Robotik Deri, Makinelerin İnsan Gibi Hissetmesini Sağlar

Cambridg Üniversitesi ve University College London’dan bir mühendis ekibi, neredeyse her makineyi duyusal yeteneklerle donatabilecek robotik deri geliştirmek için işbirliği yaptı. Onların benzersiz yaklaşımı, çok modlu sensörler, hidrojel malzemeler ve makine öğrenimini kullanarak, protezlerin hissetme yeteneğine sahip olma potansiyeli taşıyan yeni bir dokunsal geri bildirim seviyesi yaratıyor. İşte bilmeniz gerekenler.

Neden Dokunma Robotikte Önemlidir

İnsanların dünyayı keşfetmelerini sağlayan beş duygu, insanlarla ve çevreleriyle anlamlı bir şekilde etkileşim kurabilen robotlar yaratmak için de kritik öneme sahiptir. Robotların ek yeteneklerinin bir parçası olarak daha fazla duyusal girdi entegre etmesi yaygındır.

Ancak, dokunma duyusu şimdiye kadar hak ettiği dikkati almaya başlıyor. Bir başka çalışanla çarpıştığını söyleyebilen endüstriyel robotlardan, bir meyvenin olgun olup olmadığını hissedebilen tarım robotlarına kadar, dokunma algısı artık teknolojinin hayati bir yönü haline geldi.

İnsan Derisi Robot Tasarımını Nasıl İlham Verir

Dokunma söz konusu olduğunda, deriniz bir harikadır. Isıdan basınca ve daha fazlasına kadar birçok girdi türünü milisaniyeler içinde doğru bir şekilde ölçebilir. Ayrıca bu, tüm vücut boyunca veya belirli bölgelerde gerçekleşebilir; beyniniz dokunuşun kökenini ve türünü ayırt edebilir. Tüm bu yetenekler, kendini iyileştirebilen esnek bir yüzeyden kaynaklanır.

Robotlara Hissetme Yeteneği Vermek

İnsan derisinin duyarlılığının birçok uygulama için ideal olduğunu fark eden mühendisler, robotik deriler oluşturmayı birden fazla kez denemiştir. Bu görevi ele aldıkları temel yol, esnek bir malzemeye birden fazla sensör gömmekti. Sensörler basınç, sıcaklık ve diğer önemli verileri algılayabilir.

Robotik Derideki Sorunlar

Bu stratejinin bazı büyük dezavantajları vardı. Birincisi, her sensör deri sertliğine katkıda bulunuyordu. Ayrıca, bu sensörleri oluşturmak ve cihaz içine kurmak maliyetli ve zaman alıcı bir süreçti. Bu cihazlar üretmek çok pahalıydı ve tüm raporlara göre kırılganlardı.

Her sert sensör, operasyonlarda zarar görebilecek başka bir alan ekledi. Sensör yerleşimi, yüzeyin hangi şekillerde ve tasarımlarda olması gerektiği konusunda da rol oynadı, bu da uygulamaları daha da sınırladı. Ayrıca, birçok sensörün konumlandırılmadığı veya başka sensörlerin takılması gerektiği kör noktaları vardı. Bu sorunların üzerine, her yeni sensör tipi cihazın yarattığı paraziti artırarak doğruluğu azalttı.

Robotik Deri Çalışması İçinde

The Tek Katmanlı Yumuşak Deriler ve Yüksek Yoğunluklu Elektriksel İmpedans Tomografisi ile Çok Modlu Bilgi Yapılandırması çalışması¹, tek bir malzeme tasarımından çoklu dokunma türlerini algılayabilen yeni bir robotik deri türünü tanıtıyor. Cihaz, herhangi bir şekle uyarlanabilir ve mevcut robotik ellere eldiven gibi eklenebilir, cihaz için yeni bir etkileşim ve duyarlılık katmanı sunar.

Kaynak – University of Cambridge

Çok Modlu Algılama

Gelişmiş robotik deri oluşturmanın ilk adımı, gereken sensör sayısını nasıl azaltacağımızı bulmaktı. Bu görevi başarmak için mühendisler çok modlu sensörlere yöneldi. Bu cihazlar, farklı sinyal giriş türlerini kaydedebilir ve her birinin nedenini müdahale olmadan ayırabilir. Bu yaklaşımın bir parçası olarak, ekip ısıtma, dokunma, basınç, hasar ve daha fazlası dahil olmak üzere 6 tür çok modlu uyarıyı destekleyen amaçlı bir sistem geliştirdi.

Hidrojel Robotik Derinin Anahtarı Neden?

Daha sonra, iletken jelatin bazlı bir hidrojel, yetişkin bir elin şeklinde dökülmüştür. Bu malzeme, iletkenliği, yumuşak dokusu ve esnekliği nedeniyle seçilmiştir. Ayrıca, eritilip ihtiyaç duyulan herhangi bir şekle dönüştürülebilir, bu da bu cihazların kullanılabilirliğini ve sürdürülebilirliğini artırır.

Elektrot Konfigürasyonları

Ekip, farklı elektrot düzenlerini test etmek için önemli zaman harcadı. Hedefleri, robotik derinin yeteneklerini engellemeden sensörlere doğru ölçümler sağlayan bir kurulum bulmaktı. Ekip sonunda bilekte 32 elektrot yerleştiren bir tasarıma karar verdi.

Elektriksel İmpedans Tomografisi

Mühendisler, bu sensörlere elektriksel impedans tomografisi tekniklerini kullanarak veri sağladı. Özellikle, hidrojelin iletkenliği, membran boyunca 863.040 iletken yol oluşturdu. Mühendisler, tüm mevcut yolları kullanarak bu tasarımdan 1.7 milyon veri parçası çıkarabileceklerini belirtti.

Bir sonraki adım, parmağı vuruş, el sıkma, derin bir kesik veya hafif bir dokunuş gibi belirli eylemler sırasında toplanan verileri kaydetmekti. Bu veriler daha sonra amaçlı bir makine öğrenme algoritmasına verildi.

Yapay zeka, bu veri modelini kullanarak hangi duyusal girdinin diğer eylemlere göre öncelikli olduğunu belirledi. Örneğin, derin bir kesik, parmağın hafif bir çarpmasıyla karşılaştırıldığında daha önemlidir. Ayrıca, sistemin bu tercihlerin özelleştirilmesini desteklediğini belirttiler.

Robotun görevinin bağlı olarak, mühendisler hangi duyuların öncelikli olacağını ayarlayabilir. Örneğin, meyvelerin olgunluğunu hissetmek için bir tarım robotunda duyarlılığı artırmak isteyebilirsiniz, ancak yaz güneşinde çalışırken sıcaklık sensörlerini düşürmek isteyebilirsiniz. Ayrıca, cihazı insan dokunuşu kullanarak kalibre edebilirsiniz.

Robotik Derinin Yeteneklerini Test Etmek

Mühendisler, cihazın beklenen şekilde çalıştığından emin olmak için birkaç fiziksel test gerçekleştirdi. Bu testler, parmaklarını yavaşça el üzerine sürmek, cihazı ısıtmak ve farklı seviyelerde sıkıştırarak hafif ve zararlı eylemler arasındaki farkı kaydetmek içeriyordu. Aynı zamanda aynı anda birden fazla farklı dokunma türünü algılayıp algılayamadığını da test ettiler. Bir örnekte, el tıbbi bir bıçakla kesildi.

Robotik Deri Test Sonuçları

Test, makine öğreniminin farklı eylemleri gerçek zamanlı olarak başarıyla belirlediğini gösterdi. El, insan dokunuşu ile canlandırılmamış nesneler arasında ayrım yapabilirdi. Aynı zamanda, insan gibi ısı ve nem gibi faktörlerin birleşimine dayalı olarak hava koşullarını da belirleyebildi.

Robotik Deri Teknolojisinin Ana Faydaları

Robotik derinin sunacağı birkaç fayda vardır. Birincisi, robotların fiziksel dünya ile insan benzeri bir şekilde etkileşim kurmasını sağlar. Gelecekteki robotlar, rastgele bir şekilde sizinle veya bir şeyle çarpışıp çarpışmadığını belirleyip ayarlayabilecekler.

Bu cihazlar, öğelerin yanıtına göre ne kadar baskı uyguladıklarını anlamak üzere kurulacak, bu da daha etkili tıbbi cihazlar ve çok daha fazlası için kapıyı açacak. Robotik derinin son derece hassas doğası, geniş bir uygulama yelpazesi için idealdir.

Düşük Maliyet

Yeni robotik deri tasarımının en büyük faydalarından biri, üretiminin kolay olmasıdır. Geleneksel robotik deriler, yerleştirilen birden fazla sensöre dayanıyordu. Bu yaklaşım, iletken hidrojel kullanmaktan çok daha pahalıdır ve neredeyse her şekle dökülebilecek esnekliği yoktur. Bu yeni yaklaşım, dokunma duyarlı robotikleri daha fazla cihaza erişilebilir kılacak.

Robotik Deri Yeniden Kullanılabilir

Robotik deri tasarımının bir diğer önemli faydası, yeniden kullanılabilir olmasıdır. İletken malzeme, gerektiği gibi eritilip dökülebilir. Hidrojel, iç kabloları çalıştırmaya gerek kalmadan karmaşık şekillerde uyum sağlayabilir. Bu yeniden kullanılabilir yaklaşım, gelecekteki elektronik atıkları önlemeye yardımcı olacaktır.

Dayanıklı

Robotik deri tasarımı, öncüsünden çok daha dayanıklıdır. Cihazda sensörlerin bulunmaması, ilgili hasarın olasılığını sınırlamaktadır. Bu yapı, ağır stres altında dayanabilecek esnek ve yeniden kullanılabilir bileşenlere destek sağlar. Ayrıca, karmaşık iç sensörleri tamir etme ihtiyacı olmadan hidrojel kullanarak onarılabilirler.

Özelleştirilebilir

Robotik derinin özelleştirilebilirliği büyük bir artıdır. Cihaz, işe bağlı olarak farklı uyarıcılara farklı şekilde tepki verebilir. Örneğin, bir robotun gül toplarken dikenleri görmezden gelmesi, ancak gövde nemine veya dokusuna aşırı duyarlı olması sağlanabilir.

Robotik Deri Uygulamaları ve Zaman Çizelgesi

Robotik deri için birkaç uygulama vardır. Açık kullanım, humanoid robotların yeteneklerini geliştirmek olacaktır. Bu cihazlar zaten yapı ve görünüş açısından insanlara benzemez. Dokunma katmanı eklemek, onları daha da insan benzeri ve ilişkilendirilebilir kılmaya yardımcı olabilir.

Protezler

Bu çalışma, hissetebilen protezlerin gerçeğe dönüşmesine yardımcı olabilir. Yumuşak, esnek hidrojelin deri olarak kullanılması, bu tıbbi cihazların kullanıcı ve çevresindekiler için daha gerçekçi görünmesini sağlayacaktır. Ayrıca, kaybedilen vücut parçasının aynı his miktarını sağlamak veya ek duyusal girişle geliştirmek için uyarlanabilirler.

Otomotiv Sektörü

Otomotiv sektörü, robotik entegrasyonun öncüsü olmuştur. Bu çalışma, insanlarla birlikte güvenli bir şekilde çalışabilen robotların yapılmasına yardımcı olabilir. Bu cihazlar, bir insanın yakınına geldiğinde veya onunla etkileşime girdiğinde bunu tanıyabilir ve bir iş arkadaşının sizi bir kazada çarptığında ve geri çekildiğinde tepki vereceği gibi tepki verebilir.

Tarım Sektörü

Dokunma duyarlı robotlar, tarımın temel yönlerini belirlemek için zaten kullanılmaktadır. Cihaz, ağırlığını azaltmak için robotik deri kullanarak operasyon sürelerini ve performansını artırabilir. Bu sistemler ayrıca performansı artırmak ve sonuçları güvence altına almak için amaçlı AI modellerini entegre edebilir.

Robotik Deri Zaman Çizelgesi

Robotik deri, piyasaya girmeden önce 5-10 yıl sürebilir. Mühendisler tasarımlarını tamamlayacak ve ortaklıklar ve finansman arayacaklardır. Başarılı olursa, önümüzdeki 5-7 yıl içinde depolarda cihazlarda robotik deri görebilirsiniz. Her şey yolunda giderse, tıbbi cihazlar bu seçeneği önümüzdeki on yıl içinde kullanabilir.

Robotik Deriyi Kim Geliştirdi?

University of Cambridge ve University College London (UCL) mühendisleri, bu çalışmayı gerçeğe dönüştürmek için birlikte çalıştı. Makale, David Hardman, Thomas George Thuruthel ve Fumiya Iida’yı çalışmanın baş yazarları olarak listeler. Özellikle, çalışma Royal Society, Engineering and Physical Sciences Research Council, Samsung Global Research Outreach Program ve UK Research and Innovation’den destek aldı.

Robotik Deri Geleceği

Ekip şimdi cihazlarının dayanıklılığını ve hassasiyetini artırmaya odaklanıyor. Bu sonraki adımlar, birim için malzemelerin ve yeni sensör tiplerinin araştırılmasını içerecek. Hedef, tek katmanlı derileri hassas sistemlerde yenilik yapmaya ve ileride çok modlu duyusal seçeneklerin kullanımını teşvik etmeye yardımcı olmaktır.

Robotik Yatırım

Robotik sektörü, yüksek seviyeli birçok rakibe sahiptir. Bu şirketler, altyapıyı izlemek için tasarlanmış robotlardan sağlık cihazlarına ve askeri donanımlara kadar çeşitli ürünler sunar. Tüm bu sektörler, son on yılda önemli büyüme gördü ve analistler gelecekte daha fazla büyüme öngörüyor. İşte gelecekteki benimsenmeyi değerlendirecek bir şirket.

UiPath

UiPath (PATH ) 2005 yılında piyasaya girdi. O dönemde DeskOver adıyla faaliyet gösteriyordu. Şirketin kurucuları Daniel Dines ve Marius Tîrcă, gelişmekte olan sektör için güvenilir robotik otomasyon yazılımı oluşturmak istiyordu. Şirketin ilk on yılı yavaş ama istikrarlı büyüme gösterdi.

2015 yılında şirket UiPath’e taşındı ve operasyonlarını genişletti. Şirket, NY’de bir merkez açtı ve Londra, Bangalore, Paris, Singapur, Washington D.C. ve Tokyo’da yeni ofisler açtı. 2021 yılında UiPath, ABD’nin en büyük yazılım IPO’larından birini düzenledi ve operasyonlarını ilerletmek için 35 milyar dolarlık sermaye topladı.
Bugün, UiPath robotik otomasyonda hayati bir rol oynar. Yazılımları, robot filosunun senkronize kalmasına ve binlerce insan iş arkadaşıyla ve diğer cihazlarla güvenli bir şekilde çalışmasına yardımcı olur. Bu nedenle, robotik endüstriye maruz kalmak isteyenlerin UiPath hisselerine daha fazla araştırma yapmaları gerekir.

Son UiPath (PATH) Hisse Senedi Haberleri ve Gelişmeleri

Son Düşünceler: Robotik Derinin Geleceği

Robotik deri konsepti, gelecekte insanların ve robotların etkileşimini geliştirebilir. Bu cihaz, mevcut botlara çevreleri hakkında yükseltilmiş bir anlayış ve yeni yetenekler sağlayarak entegre edilebilir. Bu nedenlerle ve daha birçok nedenle, bu mühendislerin sıkı çalışmalarını takdir etmelisiniz.

Diğer harika robotik gelişmeleri buradan öğrenin.

Referanslı Çalışmalar:

^{1. David Hardman et al., Tek Katmanlı Yumuşak Deriler ve Yüksek Yoğunluklu Elektriksel İmpedans Tomografisi ile Çok Modlu Bilgi Yapılandırması.Sci. Robot.10,eadq2303(2025).DOI:10.1126/scirobotics.adq2303}