Biyonik Eller Hissetmeyi ve Kavramayı Sağlayacak

Protez eller,nesneleri hissedebilmeleri ve tutabilmeleri için kullanıcılara duyusal geri bildirim sağlıyor. İtalya'da bulunan biyomühendisler duyusal geri bildirim sağlayan biyonik elleri geliştirdiler . Detayları haberimizde.

A- A+

29.03.2019 tarihli yazı 7243 kez okunmuştur.

Bir kahve kupasını elinize alın. Sapının eğriliğini, kupanın genişliğini, seramiğinin kayganlığını hissedersiniz. Elinizi kupanın sapına yerleştirirsiniz ve kupayı sıkarsınız böylece kupanın ağırlığını algılarsınız ve kupayı rahatlıkla hareket ettirebilirsiniz.

Şimdi, bütün bunları, size hiçbir duyusal geri bildirim vermeyen bir robot el ile yapmaya çalıştığınızı hayal edin. Kupayı düzgün bir şekilde kavramak için parmaklarınızın yapması gereken küçük ayarları belirleyemiyorsunuz. Bu da bir elden daha çok bir joystick kullanmak gibi hissettirebilir. İtalya, Roma'daki biyomedikal kampüsündeki biyomühendisler iki araştırma grubu kurarak bunu geliştirmek için çalıştılar. Yaptıkları çalışmalarda, engellilerden oluşan iki grup insana duyusal geri bildirim sağlayan biyonik elleri kullanabilmeleri için tanımladılar.

Biyonik El Çalışmaları ve Denemeleri

Her iki projede de araştırmacılar, ampute (engelli) kollarındaki sinirlere elektrot yerleştirmiştir.Bu elektrotlar ile, biyonik elin ne yaptığı hakkında bilgi gönderen sinirlere, gerekli elektriksel stimülasyonu (bir duyu organının uyarılması) sağladılar.

Bir raporda, biyonik el, parmaklara hem dokunma hissi hem de göreceli pozisyon hissini sağladı.Bu robotik elin kullanıldığı iki ampute,farklı çaplardaki dört silindir arasındaki farkı ortaya çıkardı; yumuşak ve sert nesneler arasındaki farkı hissedebildi. Diğer raporda, biyonik el, kullanıcıya nesnenin elinden kaydığını algılamasını ve buna hızlı bir şekilde tepki vermesini sağlayan, iyi bir kavrama hissi sağladı.

►İlginizi Çekebilir : Biyonik Eller Gerçeklik Hissi Sunuyor

Bilim insanları,duyusal geri bildirimin, bir protezi insan vücudunun bir parçası haline getirmenin ana yolu olduğunu ifade ettiler. Protez kullanıcılarının yaklaşık yüzde 30'u ise yabancı bir cisim gibi hissettikleri protezleri kullanmaktan vazgeçtiklerini bildirdiler.

Biyonik Elin Çalışma Prensibi

Araştırmacılar, son on yılda, kullanıcılara dokunma ve baskı hissi veren dokunsal sensörler geliştirmede ilerleme kaydetmiştir. Ancak, elin duyusal yeteneklerini anlık olarak taklit edilmelidir. Bundan dolayı kullanılacak olan sensörleri biyonik bir ele entegre edip gerçek zamanlı iletişim kurmak gereklidir.

Bu tür cihazların öncelikle kullanıcının niyetini anlaması gerekir. Bu da, elektrotları ön kol veya üst koldaki kaslara bağlamak suretiyle yapılabilir. Sonrasında bir algoritma, ince hareketler yapan hayali elin ürettiği elektrik sinyallerinin kodunu çözer ve biyonik eli bilgilendirir.

Daha sonra beynin işlerin nasıl yürüdüğü hakkında geribildirim alması gerekiyor. Örneğin; El temas etti mi? Görevi başarmak için nasıl ayarlanması gerekiyor? Nesne dokunduğunda hareket etti mi? Biyonik eldeki sensörler bu bilgiyi toplar ve bu bilgiler için algoritmalar kodlar. Bu kod, elektriksel uyarım darbelerine dönüştürülür ve nihayetinde beyne iletilir.

►İlginizi Çekebilir : Hassas Biyonik El İcat Edildi

Bilim insanları beynin, biyonik elin, kavramasından hareketi sağlamasına kadar hissetmesini ve elin konumunu düzeltmesini sağlamak için bir sistem geliştirdiler. Bunu başarmak için, araştırmacılar ilk önce sağlıklı gönüllüler kullanarak, el tarafından kavranmış bir nesne parmakların arasından kaymaya başladığında üretilen sinyalleri belirlediler. Belirlenen sinyaller doğrultusunda engelliler için biyonik el tasarlandı. Diğer çalışmada ise araştırmacılar, biyonik bir ele sadece dokunsal geri bildirimi değil aynı zamanda propriosepsiyonu da (elin göreceli pozisyonunu ve hareketini algılama yeteneği) içeren bir sistem kurdular.

Araştırmacılar, propriyosepsiyonu yapay olarak üretmenin dokunsal geri bildirim sağlamaya kıyasla çok daha karmaşık olduğunu ifade ettiler. Çünkü göreceli hareket, çoklu girişlerden gelen çoklu sinyaller içerir. Ayrıca, bu sinyallerden sorumlu olan nöronlar genellikle motor nöronların yakınında bulunur. Bunun neticesinde sorumlu nöronlar etkinleşirken, istenmeyen seğirmelere sebep olur.

Bu nedenle araştırmacılar, duyusal ikame denilen bir teknikle amputelere proprüsepsiyon sağladılar. Propriyoseptif duyumları yeniden yaratmaya çalışmak yerine, propriyosepsiyonu ayrı, üretilmesi daha kolay bir sinyalle ilişkilendirmek için gönüllüleri eğittiler. Örneğin, bir gönüllü biyonik eli ile silindiri kavrarken, eli kapanıncaya kadar, bileğinde ayrı ve artan bir his hissetti. Araştırmacılar, bu hissi, dokunma yerine kullandıklarını ifade ettiler.

►İlginizi Çekebilir : İnsan Vücudunda Elektrik Üretimi

Sonuç

İki yeni proje de farklı türlerde duyusal geri bildirimler sağlayan engellilere katkıda bulunmuştur. Bilim insanları, belirli eklemlerin hareket hissini oluşturmak için koldaki çeşitli tendonların titreşimini kullandılar. Böylece, kullanıcıya biyonik kolun hareketi hakkında bilgi sağladılar. Ama aşılması gereken birçok durum vardır. Mekansal farkındalık, propriyosepsiyon, kavrama gibi gelişmeler ne kadar etkileyici olursa olsun, bunlar, insan elinin algılayabileceği duyumların sadece bir kısmını temsil eder.