Robotlara 3D Printerla Basılan Yapay Deri

Pek yakında robotlar 3D printerla basılan biyonik deri ile insan gibi dokunma duyusu kazanacaklar. Yeni sistemde dokunmatik sensörler içeren ince film tabakası doğrudan biyonik deriye basılıyor. Kabuktaki Hayalet ve Bıçak Sırtı filmlerindeki androitlere benzeyen yapay deri ne işe yarıyor?

Biyonik deri

Harrison Ford’un oynadığı Bıçak Sırtı filmindeki androitlerin (replikantlar) ve 1995 tarihli Kabuktaki Hayalet animesinde kullanılan biyonik bedenlerin dışarıdan bakınca insandan ayırt edilemeyen yapay derisi var ve bu teknoloji pek yakında günlük hayatta kullanıma girecek.

Bugün fabrika ve hastanelerdeki robotlar, kırılır eşya kolilerinden beyin ameliyatı yapmaya kadar birçok hassas işi yerine getiriyor. Ancak, bütün bunları eşya veya hastaya zarar vermeden yapmak için hassas dokunma duyusuna sahip olmaları gerekiyor. Yoksa depremde sizi göçük altından kurtarmak için elinizi tutan Atlas robotun ardılları, yanlışlıkla parmaklarını çok sıkıp kemiklerinizi kırabilirler.

Bugüne dek robotların tuttuğu su bardağını yanlışlıkla ezip masayı kirletmemesi için basınç sensörleri kullanıyorduk. İnsan derisinde de özel basınç sensörleri var ve dokunmatik ellerimiz bu sayede son derece hassas bir şekilde çalışıyor.

Oysa insanlarda milyonlarca dokunma sensörü varken endüstriyel robotlarda sadece birkaç tane sensör bulunuyor. Bu yüzden resimdeki Baxter robotlar insanlar kadar hassas iş yapamıyor. Minnesota Üniversitesi araştırmacıları işte bu sorunu çözmek için 3D printerla yapay deri basıyorlar.

İlgili yazı: Google Kuantum Bilgisayar Yarışında Yeni Çiple Öne Geçti

yapay_deri-3d_printer-robot-androit-dokunmatik

Kabuktaki Hayalet’in ünlü androit bedende gerçek insan beyni sahnesi.

 

İnsan gibi doğal olan yapay cilt

Tahmin edebileceğiniz gibi bir robotun dış yüzeyini tek tek milyonlarca sensörle kaplamak yorucu ve pahalı bir iş. Robotlarda bölünerek çoğalan insan hücreleri olmadığı için başka bir çare bulmalıyız. Nitekim bu işin iki yolu var:

Ya tek tek elektronları kaynak makinesi alevi gibi kullanarak trilyonlarca mikroskobik kıvılcım oluşturup yapay deride trilyonlarca sensör deliği açacak ve bu deliklerin içine metrenin milyarda biri boyunda olan mini sensörler yerleştireceğiz (nanitler) ya da 3D printer ile yapay deri basacağız.

İlk yönteme plazmon teknolojisi diyoruz ve bu sistem günümüzde görünmezlik pelerini basmakta kullanılıyor; ama çok pahalı bir teknoloji. Gelecekte nanitler yaygınlaştıkça plazmon da yaygınlaşacak (dolayısıyla bu alana şimdiden yatırım yapabilirsiniz ama meyvelerini 15 yıl sonra alacaksınız).

İlgili yazı: İnternetinizi Uçuracak En İyi 10 Modem

yapay_deri-3d_printer-robot-androit-dokunmatik

İlk yapay deriler yeterince esnek değildi ve insan derisinin sıcaklığını algılamakla birlikte dokunmatik açıdan yeterince hassas olarak çalışmıyordu.

 

Neyse ki 3D printer çok kolay

Her şey 2007 yılında Steve Jobs’un dokunmatik ekranlı iPhone telefonların seri üretimine geçmesiyle başladı. Dokunmatik ekranların altında parmağınızdan geçen ve vücudunuzun ürettiği doğal elektrik akımlarına duyarlı olan ince bir sensörlü film tabakası var.

Bu film tabakası balık ağına benzer şekilde delikli yassı sensörler içeriyor. Minnesota Üniversitesi makine mühendisliği bölümünden Doç. Dr. Michael McAlpine bu teknolojiyi 3D printer ile geliştirmeye karar verdi ve esnek plastik materyallerden oluşan yapay derinin iç yüzeyine sensörlü elastik bir film tabakası basmayı düşündü.

Böylece hem esnek yapay deri üretti hem de dokunmatik sensörleri üretim aşaması sırasında doğrudan yapay derinin iç yüzeyine bastı. Böylece önce deri tabakasını 3D printerla basmak, sonra da içini sensörlerle kaplamak gibi iki aşamalı, zaman alan ve pahalı bir yönteme gerek kalmadı.

İlgili yazı: Düz Dünya Teorisini Çürüten 12 Kanıt

yapay_deri-3d_printer-robot-androit-dokunmatik

 

Haydi yapay deri basalım

Bu iş nasıl oluyor derseniz: Önce 4 kafalı (4 extruderli) özel bir 3D printer tasarlıyoruz. Sonra silikon ve e-mürekkepten oluşan özel baskı malzemeleri üretiyoruz. Ardından elektrotlu (sensörlü) dokunmatik deriyi pasta kreması döşer gibi 3D printer ile kat kat basıyoruz.

Burada az durarak elektronik mürekkep kavramını kısaca açıklayalım: Elektronik mürekkep elektriği geçiren bir tür iletken boya. E-mürekkebin ilk versiyonları Kindle gibi e-kitap okuyucularda ve esnek ekranlarda kullanılıyor. Yeni sürümleri ise elektronik devre basmakta kullanılacak:

Örneğin bilgisayar devrelerini silikon kartların üzerine macun gibi döşüyoruz. Böylece katlanabilen, kıvrımlı ve esnek ekranlı akıllı telefonlar için elastik devreler basabiliyoruz. Samsung Galaxy S8 Edge gibi akıllı telefonlar ve kıvrık ekranlı 4K televizyonlar bu teknolojinin öncelleriyle üretiliyor.

İlgili yazı: Beyin Formülü: İnsan Beynini Çalıştıran Yazılım Bulundu

yapay_deri-3d_printer-robot-androit-dokunmatik

Canlı insan derisi basmak için biyoprinterlar kullanmaya başladık bile.

 

Kat kat biyonik deri

3D printer ile basılan yeni biyonik deride bir kat silikon tabakası var. Deriyi bir arada tutan baz tabakanın üstünde iletken e-mürekkepten yapılan elektrot katmanları bulunuyor. Ayrıca sargı şekilli bir basınç sensörü ile ek bir dolgu tabakası basılıyor.

Bu dolgu tabakası 3D printer ile basılan deri kuruyana ve sertleşene kadar cildi bir arada tutuyor. Deri kuruduktan sonra bunu alıp özel bir çözeltide yıkıyorsunuz ve dolgu tabakası çözülünce geriye dokunmatik yapay deri kalıyor.

Kabuktaki Hayalet ve robot derisi

 

Galaxy Edge’den farkı ne?

Söz konusu sistemin en büyük yeniliği dolgu katmanıyla birlikte 6 katlı yapay deriyi 3D printerdan tek parça halinde basması; yani önce elektrot ve basınç sensörlü bir film tabakası, sonra yapay deri basıp filmi derinin altına geçirmiyorsunuz. Bunun yerine tüm katmanları dört adet 3D printer kafasıyla üst üste basıyorsunuz.

Böylece hem daha fazla sayıda sensör içeren, hem de insan derisi gibi esnek olan bir biyonik cilt üretiyorsunuz. Bu sayede yarın öbür gün robot elleri insan parmakları kadar hassas olacak.

Yapay deri daha şimdiden iki ucundan çekince üç kat gerilebildiği ve oda sıcaklığında çalıştığı için bu sistem fabrikalardan hastanelere, hatta giyilebilir robotlardan dış iskeletli süper askerlere kadar birçok alanda kullanılacak (tabii sistemin seri üretime geçmesine en az 5 yıl var).

İlgili yazı: İnternette teknik takip ve gözetimi önleme rehberi

yapay_deri-3d_printer-robot-androit-dokunmatik

 

Peki ne işe yarayacak?

Örneğin güneş ışığından elektrik üreten akıllı kumaşlar imal edeceğiz. Spor ayakkabılarınızın, janti ceketinizin ve güzel abiyenizin ışıktan elektrik üreterek telefonunuzu şarj ettiğini düşünün. Fabrikalar ve kömür ocaklarında giyilen işçi tulumlarının, zehirli kimyasal maddeleri koklayıp fabrikayı boşaltmak için alarm verdiğini düşünün.

Polis üniformasının şüphelilerin kokusunu kıyafetinden algılayıp köpek burnu gibi çalışarak hapishane kaçkınlarını tazı gibi takip ettiğini düşünün ve tabii insan vücudunu ameliyat eden robotları aklınızda canlandırın (aslında ilk örnek hem güvenliği artırabilir hem de gözetim devletinin gücüne güç katabilir).

Her durumda bu robotlar güvenlik gerekçesiyle şimdilik sadece cerrahlar tarafından kullanılıyor; çünkü gelişmiş dokunmatik hisleri yok ve operasyon sırasında yanlış bir kesik atmamak için dijital kameralara bağlı olarak çalışıyorlar. Ancak bu güvenlik önlemi daha zor ameliyatlar için yeterli değil.

Oysa gelecekte dokunmatik hissi olan robotlar, uzaydaki astronotları bile ameliyat edebilecekler Nitekim daha şimdiden uzay giysisinin içinde acil kalp ameliyatı yapacak robotlar tasarlanıyor.

Uzay yolculukları için

Kısacası Mars’a 4 astronot gönderirken yanlarında bir de beyin cerrahı gönderemeyeceğimiz için, gelecekte robot doktorlara ihtiyacımız olacak. Seçenekler sayısız olduğundan, pek yakında akıllı kumaşlar uyuşturucu koklayan köpekler gibi iş görerek kamyonlarda kimyasal madde ve patlayıcı aramakta da kullanılacak.

İlgili yazı: Kontrollü Güç >> Telefon pil ömrünü uzatmak için en iyi 5 yöntem

yapay_deri-3d_printer-robot-androit-dokunmatik

 

Sticker elektronik

Bugün ince film tabakasına basılan bilgisayar devrelerini yara bandı gibi cilde yapıştırmak mümkün. Yakın gelecekte ise elektronik çıkartma teknolojisi ile insan beynindeki sinyalleri beyne kontrol çipi yerleştirmeye gerek kalmadan, doğrudan kafa derisinin üstünden alacağız. Böylece eşyaları düşünce komutlarıyla kontrol ettiğimiz telepatik internet yaygınlaşacak.

Biyonik insanlar

McAlpine’in bir sonraki hedefi ise yarı iletken mürekkebi doğrudan insan derisine basmak. Peki kim derisini yapay bir film tabakasıyla kaplamak ister derseniz bunun gelecekte birçok açılımı olabilir: İlk aklıma gelen örnek kazada cildi yanan insanlara biyoprinter ile deri basmak.

Bu deri kişinin kendi kök hücrelerinden klonlanacak; ama yeni basılan deriye dokunma hissi veremezsek başka bir ara çözüm kullanabilir ve canlı insan derisine dokunmatik sensörler basıp hastaya kaybettiği dokunma duyusunu geri kazandırabiliriz.

İlgili yazı: 18 Ayda Nasıl 24 Kilo Verdim?

yapay_deri-3d_printer-robot-androit-dokunmatik

Baxter robotlar o kadar hassas bir dokunma duyusuna sahip değil. 3D printer ile basılan yapay deri bu özelliği onlara kazandıracak.

 

Nanosuit

Crysis bilgisayar oyunlarında insan vücudunu saran nanosuit adlı kaslı bir üniforma var. Bu üniforma plastikten üretilen yapay deri ve yapay kaslar içeriyor; böylece en gelişmiş giyilebilir robot veya dış iskelet olarak askerlere süper güçler kazandırıyor. Bir arabayı havaya kaldırmak, 5 metre yükseğe sıçramak veya geçici olarak kurşunları durdurmak gibi.

Elbette ilk üreteceğimiz çözüm esnek ekranlar ve insan eli gibi dokunmatik hissi olan robotlar üretmekle sınırlı olacak. Bu sayede robot üretimi de ucuzlayacak ve robotların fabrikalarda, hatta otel ve hastanelerde insanların yerini alması kolaylaşacak (bu bir yandan hizmet kalitesini artırırken, diğer yandan maliyetleri düşürecek ve ne yazık ki global işsizliğe de yol açacak).

Son olarak 3D printer ile basılan dokunmatik yapay deri ve yine bu şekilde basılan geleceğin plastik kasları, kazada kolunu kaybeden işçilere gerçek insan kolundan ayırt edilemeyen protezler takılmasını sağlayacak.

20 yıl sonraki aşamanın ise kişinin yağlanan karaciğerini biyoprinterda basılan yepyeni bir karaciğerle değiştirmek veya bizzat kişinin bünyesine biyoprinter özelliği kazandırarak kendi organlarını yenilemesini sağlamak olacağını söyleyebiliriz.

İlgili yazı: Renk Körlüğünü Düzelten Gözlük

yapay_deri-3d_printer-robot-androit-dokunmatik

Dwayne “The Rock” Johnson.

 

Süper zeka ve tekillik

Neuralink yazısında Elon Musk’ın insan beynini bilgisayarlarla birleştirip telepatik interneti yaygınlaştırmak istediğini, Westworld dizisini anlatan yazıda ise 3D printer ile insana benzeyen androit basma teknolojilerini anlatmıştım.

İşte dokunmatik deri basmak gibi artık sıradanlaşan bir teknolojinin tam da bu noktada denklemi değiştireceğini söyleyebilirim; çünkü bu sayede (ve en geç 30 yıl içinde) bizzat insan hücrelerinin genetiğini değiştirecek ve insan beynini bilgisayara bağlayan organik film tabakaları basabileceğiz. İnsan beyninin süper zekaya dönüştüğü tekillik günü de böyle gelecek ve yeni bir Superman türü ortaya çıkacak.

Çok da uzağa gitmeye gerek yok aslında: İnsan mühendisliği yapmak istiyorsanız beyinden gelen sinir hücrelerini kaslarınıza bağlamak yerine, canlı doku basan 3D printer; yani özel biyoprinter kullanarak beyin kabuğundan alınan birkaç nöronu doğrudan bacak kaslarına yerleştirebilirsiniz. O zaman da normal insandan daha hızlı refleksleri olan süper atletler çıkar karşımıza.

Peki önemli olan sadece Hızlı ve Öfkeli 8 filmindeki Dwayne “The Rock” Johnson gibi güçlü kuvvetli bir süper insan olmak mı, yoksa bilinçli ve olgun bir insan olmak mı? Aşkın insan üstün insana karşı yazısında biyonik adam yaratmanın ahlaki boyutlarını inceledim. Hepinize sağlıklı günler dilerim.

Dokunmatik yapay deri


13D Printed Stretchable Tactile Sensors

3 Comments

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*