Yürüme zorluğu çekenlere biyonik giysi ile çözüm
Güncelleme Tarihi:
Oluşturulma Tarihi: Mayıs 14, 2005 22:49
Yaşlı insanlar ve yürüme veya ağırlık kaldırma sıkıntısı çekenler için geliştirilen bir robot giysi, bir dış iskelet vazifesi görerek, zayıf iç iskelete destek sağlıyor.
Japonya’daki Tsukuba Üniversitesi’nden Yoshiyuki Sankai tarafından 10 yılda geliştirilen giysi, mekanik, elektronik, biyonik ve robotik bilim dallarını birleştiren sibernik adı verilen yeni bilim dalından yararlanıyor. Giysinin en gelişmiş versiyonu olan HAL3, aslında motor ile çalışan metal bir dış iskelet. Bu iskelet kayışlarla bacaklara bağlanarak bacak hareketlerine destek sağlıyor. Giysinin kablosuz şebeke bağlantılı bilgisayarı bir sırt çantasında taşınırken, pilleri bele bağlanıyor.
İki kontrol sistemi etkileşim içinde, kullanıcının ayakta durmasına, yürümesine ve merdivenleri çıkmasına yardımcı oluyor. Bir "biyo-sibernik" sistem, bacak derisi üzerine yerleştirilmiş biyoelektrik sensorlardan yararlanarak, beyinden kaslara gönderilen sinyalleri kontrol ediyor.
Nasıl beceriyor?
Giysinin bu beceriye sahip olmasının nedeni, bir insanın yürümek veya ayağa kalkmak istediği zaman kaslara gelen bir sinir sinyalinin derinin yüzeyinde bir elektrik akımı yaratması. Bu akımı yakalayan sensorlar, bunları bilgisayara gönderir.
Bilgisayar bunları, kalça ve dizdeki elektrik motorlarını kontrol eden sinyaller şekline dönüştürür. Motorlar bu sinyallere saniyeden kısa bir süre içinde tepki verir. Aslında motorların beyinden gelen orijinal sinyale verdiği tepki, kasların vereceği tepkiden daha kısa bir süre içinde gerçekleşir.
Biyo-sibernik sistem dış iskeletin her unsurunu tek tek hareket ettirebilirken, ikinci bir sistem bu hareketler arasında eşgüdüm sağlamak için motorlar üzerinde bağımsız robotik kontrol uygular. Sistem, kullanıcı hareket etmeye başlar başlamaz kendi kendini otomatik olarak devreye sokar.
Belleğe kaydediyor
İnsanlar ilk kez bu şekilde yürümeye başladıkları zaman sensorlar kişinin duruşunu ve hareket tarzını kaydeder. Bu bilgiler daha sonra kullanılmak üzere bilgisayara kaydedilir.
Kullanıcı bir kez daha yürüdüğü zaman, sensorlar bilgisayarı uyarır; bilgisayar hareketi tanır ve motor destekli hareketi gerçekleştirmek için kayıtlı hareket tarzını yeniden üretir.
İki sistemin eylemi, kullanıcının istekleri doğrultusunda ayarlanabilir. Sözgelimi, bacaklardan biri diğerine göre daha zayıf ise bu bacak için daha fazla destek gerekebilir. Sankai HAL3 ile ilave bir fiziksel çaba harcamadan saatte 4 kilometre hız yapılabileceğine dikkat çekiyor.
HAL4 ve HAL5 yolda
Expo 2005’de tanıtımı yapılan HAL4 veHAL5’in prototipleri, yalnızca insanların yürümesini sağlamayacak. Bunlar vücudun üst kısımlarının hareketlerini kolaylaştıracak; insanların 40 kilograma kadar yardımsız yük kaldırmalarına yardım edecek.
Bu yeni HAL’ler sırt çantası taşıma gereğini de ortadan kaldıracak. Bunun yerine kablosuz şebeke ve bilgisayar giysiye iliştirilmiş bir cebin içine sığdırılacak. Ayrıca HAL5’in motor yatakları daha küçük olduğu için kalça ve dizlerde çıkıntı yaratmayacak.
HAL 3, 22 kilogram ağırlığında olmasına karşın, yararları bu ağırlığı teláfi ediyor. Sankai bu konuda şöyle konuşuyor: "HAL’in ağırlığını birebir üzerinizde hissetmiyorsunuz, çünkü bu giysiyi üzerinize geçirmiş gibi değil, bir robotun üzerine binmiş gibi hissediyorsunuz. Ayrıca HAL4 17 kilogram ağırlığında olacak. HAL5’in daha da hafif olacağını umut ediyoruz".
Omurilikleri ve beyinleri hasarlı hastalardan çok sayıda talep aldığını belirten Sankai, giysinin uygulama alanını genişleterek tıbbi rehabilitasyonu da kapsama alanı içine almayı planlıyor. İlk ticari giysilerin maliyetinin 1.5 ile 2 milyon yen (19.000 ile 25.500 YTL) arasında değişeceğini belirtiliyor. Üretici şirket ilk başta hastane ve huzur evlerini hedef aldıklarını söylüyor.
HAL3: Yaşlı ve zayıf insanlar için robotik destek
Japonya’nın Aichi kentinde haziran ayında düzenlenen 2005 World Expo fuarında tanıtımı yapılan robot giysi, yaşlı ve hastalara hareket özgürlüğü sağlayacak.
SIRT ÇANTASI
İçinde kablosuz şebeke bağlantılı bir bilgisayar bulunuyor.
PİLLER
AKTUATÖR (EYLEYİCİ)
Elektrik motoru bacaklara hareket yeteneği kazandırıyor.
AÇISAL SENSOR
Kalça, diz ve ayak bilek eklemlerindeki açıları tespit eder.
BİYOELEKTRİK SENSORLARI
Deriye bağlanan sensorlar, beyinden gelip kaslara giden sinir dürtülerini kontrol eder. Bunlar, ayakta durmak veya yürümek gibi hareketlerin başlamak üzere olduğunu gösterir. Sinyal, bir bilgisayara gönderilir. Burada analiz edilir ve eyleyicileri harekete geçirmek için kullanılır.
ZEMİN TEPKİSİ KUVVET SENSORU
Kullanıcının yerçekimi merkezini tespit eder.
İki kontrol sistemi etkileşim içinde, kullanıcının ayakta durmasına, yürümesine ve merdivenleri çıkmasına yardımcı oluyor. Bir "biyo-sibernik" sistem, bacak derisi üzerine yerleştirilmiş biyoelektrik sensorlardan yararlanarak, beyinden kaslara gönderilen sinyalleri kontrol ediyor.
Nasıl beceriyor?
Giysinin bu beceriye sahip olmasının nedeni, bir insanın yürümek veya ayağa kalkmak istediği zaman kaslara gelen bir sinir sinyalinin derinin yüzeyinde bir elektrik akımı yaratması. Bu akımı yakalayan sensorlar, bunları bilgisayara gönderir.
Bilgisayar bunları, kalça ve dizdeki elektrik motorlarını kontrol eden sinyaller şekline dönüştürür. Motorlar bu sinyallere saniyeden kısa bir süre içinde tepki verir. Aslında motorların beyinden gelen orijinal sinyale verdiği tepki, kasların vereceği tepkiden daha kısa bir süre içinde gerçekleşir.
Biyo-sibernik sistem dış iskeletin her unsurunu tek tek hareket ettirebilirken, ikinci bir sistem bu hareketler arasında eşgüdüm sağlamak için motorlar üzerinde bağımsız robotik kontrol uygular. Sistem, kullanıcı hareket etmeye başlar başlamaz kendi kendini otomatik olarak devreye sokar.
Belleğe kaydediyor
İnsanlar ilk kez bu şekilde yürümeye başladıkları zaman sensorlar kişinin duruşunu ve hareket tarzını kaydeder. Bu bilgiler daha sonra kullanılmak üzere bilgisayara kaydedilir.
Kullanıcı bir kez daha yürüdüğü zaman, sensorlar bilgisayarı uyarır; bilgisayar hareketi tanır ve motor destekli hareketi gerçekleştirmek için kayıtlı hareket tarzını yeniden üretir.
İki sistemin eylemi, kullanıcının istekleri doğrultusunda ayarlanabilir. Sözgelimi, bacaklardan biri diğerine göre daha zayıf ise bu bacak için daha fazla destek gerekebilir. Sankai HAL3 ile ilave bir fiziksel çaba harcamadan saatte 4 kilometre hız yapılabileceğine dikkat çekiyor.
HAL4 ve HAL5 yolda
Expo 2005’de tanıtımı yapılan HAL4 veHAL5’in prototipleri, yalnızca insanların yürümesini sağlamayacak. Bunlar vücudun üst kısımlarının hareketlerini kolaylaştıracak; insanların 40 kilograma kadar yardımsız yük kaldırmalarına yardım edecek.
Bu yeni HAL’ler sırt çantası taşıma gereğini de ortadan kaldıracak. Bunun yerine kablosuz şebeke ve bilgisayar giysiye iliştirilmiş bir cebin içine sığdırılacak. Ayrıca HAL5’in motor yatakları daha küçük olduğu için kalça ve dizlerde çıkıntı yaratmayacak.
HAL 3, 22 kilogram ağırlığında olmasına karşın, yararları bu ağırlığı teláfi ediyor. Sankai bu konuda şöyle konuşuyor: "HAL’in ağırlığını birebir üzerinizde hissetmiyorsunuz, çünkü bu giysiyi üzerinize geçirmiş gibi değil, bir robotun üzerine binmiş gibi hissediyorsunuz. Ayrıca HAL4 17 kilogram ağırlığında olacak. HAL5’in daha da hafif olacağını umut ediyoruz".
Omurilikleri ve beyinleri hasarlı hastalardan çok sayıda talep aldığını belirten Sankai, giysinin uygulama alanını genişleterek tıbbi rehabilitasyonu da kapsama alanı içine almayı planlıyor. İlk ticari giysilerin maliyetinin 1.5 ile 2 milyon yen (19.000 ile 25.500 YTL) arasında değişeceğini belirtiliyor. Üretici şirket ilk başta hastane ve huzur evlerini hedef aldıklarını söylüyor.
HAL3: Yaşlı ve zayıf insanlar için robotik destek
Japonya’nın Aichi kentinde haziran ayında düzenlenen 2005 World Expo fuarında tanıtımı yapılan robot giysi, yaşlı ve hastalara hareket özgürlüğü sağlayacak.
SIRT ÇANTASI
İçinde kablosuz şebeke bağlantılı bir bilgisayar bulunuyor.
PİLLER
AKTUATÖR (EYLEYİCİ)
Elektrik motoru bacaklara hareket yeteneği kazandırıyor.
AÇISAL SENSOR
Kalça, diz ve ayak bilek eklemlerindeki açıları tespit eder.
BİYOELEKTRİK SENSORLARI
Deriye bağlanan sensorlar, beyinden gelip kaslara giden sinir dürtülerini kontrol eder. Bunlar, ayakta durmak veya yürümek gibi hareketlerin başlamak üzere olduğunu gösterir. Sinyal, bir bilgisayara gönderilir. Burada analiz edilir ve eyleyicileri harekete geçirmek için kullanılır.
ZEMİN TEPKİSİ KUVVET SENSORU
Kullanıcının yerçekimi merkezini tespit eder.