İnsanlardan daha iyi gören bir “robotik göz” geliştirildi

Esnek kauçuk, silikon veya jel gibi malzemelerden üretilen yumuşak robotik alanı, geleneksel metal robotların aksine insanlarla işbirliği içinde çalışmayı amaçlıyor. Bu robotlar genellikle yüksek manevra kabiliyetine sahip oluyor ve elektronik bileşenlerden arındırılmış durumdalar. Şimdi ise Georgia Teknoloji Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, bu alana güçlü bir “robotik göz” ile yepyeni yetenekler kazandırıyor.

Araştırmacılar, çalışmak için harici bir güç kaynağına ihtiyaç duymayan, hidrojellerden yapılmış esnek bir lens geliştirdi. Bu robotik lens, bir karıncanın bacağındaki tüyler gibi en ufak detayları bile görebilen olağanüstü bir görüş keskinliğine sahip. Bu yeni tip lense, araştırmacılar Fotoreaktif Hidrojel Yumuşak Lens (PHySL) adını verdi.

Bulgularını Science Robotics dergisinde “Biyo-esinli fotoreaktif yumuşak robotik lens” başlığıyla yayımlayan ekip, PHySL’nin gelecekte umut vaat eden bir buluş olduğunu düşünüyor. Bu lens, gören yumuşak robotlardan adaptif tıbbi araçlara ve akıllı giyilebilir cihazlara kadar geniş bir kullanım alanı bulabilir. İnsan gözünün güvenilir olmadığı veya detayları kaçırdığı yerlerde, bu lens boşlukları doldurabilir.

Odaklanma gücünü ışıktan alıyor

Yumuşak robotik lens yapmanın zorluğu, insan görüşünün esnek, uyarlanabilir optik sistemlere dayanmasından kaynaklanıyordu. Bu nedenle, hem yüksek performanslı hem de biyouyumlu malzemeler oluşturmak zordu. Ancak bu yeni malzeme, ışığa tepki veren özel bir hidrojel kullanarak sorunun önemli bir kısmını çözüyor. Bu sayede elektrik veya mekanik parçalara ihtiyaç duymadan odak değiştirebiliyor.

PHySL, gelen ışığa bağlı olarak odağını değiştirebiliyor. Araştırma ekibi, bu yeniliği hayata geçirmek için silikon polimer bir lensin etrafına bir hidrojel halkası yerleştirdi. Hidrojelin içindeki grafen oksit ışığı emiyor, bu da jel halkasının şişmesine veya büzülmesine neden oluyor. Bu değişim sırasında lensin şekli ve odağı değişiyor, bu sayede en ufak detayları bile net bir şekilde görebiliyor.

Araştırmacılar, bu teknolojiyi daha da ileri taşıyor. PHySL’yi, ışığın gücünden faydalanmak amacıyla bir vana sistemine sahip hidrojel mikroakışkan sistemine entegre ettiler. Böylece lensin zaten kullandığı ışık, artık otonom bir kamera sistemine de güç sağlıyor.

Ne işimize yarayacak?

Bu güçlü lens, yumuşak robotik alanına büyük katkılar sağlayabilir. Yumuşak robotlar halihazırda fizik tedavi ve ameliyatlarda, yani tıbbi alanda kullanılıyor. Lensin esnek yapısı, ultra detaylı görüşü sayesinde, son derece karmaşık cerrahi prosedürlere yardımcı olarak cerrahlarla birlikte çalışması için onu mükemmel bir araç haline getiriyor. Ayrıca, arama kurtarma operasyonlarında çalışan yumuşak robotlar, hayatta kalanları bulmak için insan gözünden daha iyi görüş kabiliyetine sahip bu lensten kesinlikle faydalanabilir.

PHySL’nin, yumuşak robotların entegre olduğu diğer alanlarda da önemli iyileştirmeler yapması bekleniyor. Yumuşak robotlar, tarlalarda mahsullere yardımcı oluyor, üretim ortamlarında ürünleri birleştiriyor ve insanların gitmesinin güvenli olmadığı okyanus derinliklerini keşfediyor. Bu lens, okyanusun en derin kısımlarındaki hayatın güneşsiz ortamda nasıl hayatta kaldığını incelemek için bilimsel araştırmalara bile destek verebilir.

Araştırmacılar, PHySL’nin laboratuvar ortamında da kullanılabileceğini ön görüyor. Bu hidrojel lens, geleneksel mikroskop lenslerinin yerini alabilir. Aşırı güçlü odaklama yetenekleri sayesinde, dört mikrometre kadar küçük nesneleri bile detaylı bir şekilde görmeyi sağlıyor.