Akıllı eldivenler yapmak için kullanışlı bir malzeme nasıl kullanılabilir?

Dr Rupal Srivastava bize akıllı giyilebilir cihazlara nasıl geçiş yaptığını ve şu anda endüstriyel IoT ve çok daha fazlası için kullanılabilecek teknoloji üzerinde çalıştığını anlatıyor.

Dr Rupal Srivastava, akıllı üretim için İrlanda Bilim Vakfı araştırma merkezi olan Confirm’te Marie Skłodowska-Curie Smart 4.0 üyesidir.

Doktorasını 2021’de Indian Institute of Technology Kanpur’da tamamladı. Akıllı Malzemeler, Yapılar ve Sistemler Laboratuvarı’nda, uyarlanabilir kompozitlerin aktif titreşim ve şekil kontrolüne ilişkin deneysel ve sayısal çalışmalar üzerinde çalıştı.

Şu anda Shannon Teknoloji Üniversitesi’nin Athlone kampüsünde bulunan Srivastava’nın araştırması, akıllı giyilebilir cihazlara odaklanıyor. Deforme olabilen ancak ısıtıldıktan sonra orijinal şekline geri dönebilen şekil hafızalı alaşımların işbirlikçi robot uygulamaları için akıllı eldivenlerde kullanımını araştırıyor.

“Etkileşimli ve işbirlikçi ortamlara daha fazla odaklandıkça, bir robot ile insan arasındaki boşluğu dolduracak bir aracın gerekliliği önemli hale geliyor”
^{– DR RUPAL SRIVASTAVA}

Bize şu anda üzerinde çalıştığınız araştırmadan bahsedin.

Doktora tezim, şekil hafızalı alaşım (SMA) gömülü akıllı kompozitlerin termoelastik ve titreşim tepkisi analizi üzerineydi. Doktoram sırasında, Japonya Kyutech’teki Sakura Araştırma Bursu için düşünceye dayalı el hareketlerini taklit eden bir robot üzerinde de çalıştım. SMA’ların ilginç davranışları ve insan-robot etkileşimi arasında bir köprü oluşturma merakı, SMA tabanlı el dış iskeleti (SM-EXO) fikrini ateşledi.

SM-EXO, parmak eklemi hareketlerinden elde edilen kinestetik geri bildirimi kullanarak yeni bir el hareketi tanıma tekniği geliştirmeyi hedefliyor. Başparmak, işaret ve orta parmaklar için herhangi bir eldivene takılabilen SMA gömülü kılıflarımız mevcuttur. Parmak hareketi okumalarının bireysel ve bir kombinasyonu daha sonra yumuşak kıskaçlı robotlar ve etkileşimli oyuncaklar için komutlar olarak kullanılır.

Üç parmak yaklaşımı kullanarak, tek veya çoklu parmak hareketlerine bağlı olarak yedi komut elde edebiliriz. Bireysel parmak komutları kıskacın öteleme ve dönme hareketini kontrol ederken, parmak kombinasyonu kavrama mekanizmasını işaret eder.

Kavram kanıtı prototipi için akıllı eldiveni etkileşimli oyuncaklarla birleştirdik ve şu anda kurulumu çocuklarda otizm spektrum bozukluğunu daha iyi anlamak ve/veya bir öğrenme aracı olarak kullanmak için kullanma yöntemleri bulmaya çalışıyoruz.

Projede çalışan ekip, malzemeler, deneyim kalitesi analizi, AR/VR ortamları, dijital ikizler, robotik, siber güvenlik ve makine mühendisliği gibi birçok alanda uzmanlığa sahiptir. Becerilerinin bilimsel karışımı, ürünü genişletecek ve yüksek etkili araştırma yaratma nihai hedefine ulaşacaktır.

Sizce araştırmanız neden önemli?

Etkileşimli ve işbirlikçi ortamlara, akıllı fabrikalara, endüstri 4.0’a ve nesnelerin internetine (IoT) giderek daha fazla odaklandıkça, bir robot ile insan arasındaki boşluğu dolduracak bir aracın gerekliliği önemli hale geliyor.

SM-EXO yalnızca endüstriyel IoT’ye entegre olmakla kalmaz, aynı zamanda tıbbi yardım, etkileşimli ortamlar ve mobil arayüzlerle etkileşim gibi diğer birçok uygulama alanında da kullanılabilir. Mevcut SM-EXO prototipinin ana avantajı, düşük maliyeti (300 €’nun altında), düşük ağırlığı (50g’nin altında) ve taşınabilirliğidir.

Piyasada ve literatürde bulunan geleneksel akıllı ve dokunsal eldivenler, genellikle, büyük ölçüde büyük miktarda veri toplama ve analizine dayanan görüntü işleme ve hareket tanıma teknolojisine dayanır. SM-EXO ile sadece parmaktan gelen kinestetik geri bildirimi alıyoruz, herhangi bir veri analizini kaldırıyoruz ve gizli sinyalleri yakalamamıza izin veriyoruz.

Bu, onu sabit işaretler ve kolay entegrasyon gerektiren uygulamalar için ideal bir aday yapar. SM-EXO’nun daha akıcı öğrenme eğrisi ve organik hareketi, onu endüstriyel IoT entegrasyonuyla ilgili zorluklara verimli bir çözüm haline getiriyor.

Araştırmacı olmanız için size ilham veren ne oldu?

Büyürken, etrafımı her zaman bilimsel bir merak sardı, ancak akademiye girme kararı, yüksek lisansım sırasında araştırmanın etkisini deneyimledikten sonra geldi. Bir araştırma konusu seçme, literatürün derinliklerine inme ve doldurulacak bir boşluk veya inşa edilecek bir köprü bulma esnekliği heyecan verici bir süreçtir.

Lisans kolejimdeki bir öğretim görevlisi bana mezun olduktan sonra planlarımın ne olduğunu sordu ve ben de ona yüksek lisansa gitmek ve araştırmanın ne olduğunu deneyimlemek istediğimi söyledim. Bir kadın olarak yakında evlenmem gerektiğinden, bunun yerine BT’de bir iş bulmam konusunda ısrar etti. Bu konuşma bir şekilde düşüncelerimi bir karara dönüştürdü ve yüksek öğrenime gittim.

Benzer şekilde, yüksek lisansımdan sonraki bir iş görüşmesinde, görüşmeciler benim işten beklentilerimin bir araştırmacının yaşam tarzına benzemesi nedeniyle doktora yapmamı önerdiler. Ülkedeki en iyi enstitülerden birinden doktora yapmaya karar verdim – yüksek bir kesme puanı ve çok düşük bir kabul oranı olan bir enstitü.

Bu nedenle, araştırmacı olma dürtüsü, biraz meraktan kaynaklanan öz motivasyon, dış eleştiri ve küçümseme olmuştur. Kadınların akademide hala karşı karşıya kaldıkları gündelik cinsiyetçilik yüksektir ve hak ettiğimiz alanı yaratmak için insanlara aksini kanıtlamak bizim görevimizdir.

Alanınızda bir araştırmacı olarak karşılaştığınız en büyük zorluklardan veya yanılgılardan bazıları nelerdir?

Tamamen akıllı malzemeler, matematiksel ve sayısal modelleme ve kompozitlerin deneysel termoelastik ve titreşim analizleri üzerinde çalışırken, doktora sonrası araştırma projemde akıllı giyilebilir cihazlar, akıllı eldivenler ve insan-robot etkileşimi üzerine çalışıyorum.

En büyük zorluk, alanın temellerini kavramak olmuştur ve bilim camiasındaki en büyük yanılgı, kimsenin bu tür geçişleri yapamayacağıdır. Araştırmacılar genellikle birbirlerine ilgi alanlarında ince değişiklikler yapmalarını önerirler, ancak özellikle doktoradan sonra etki alanlarını asla tamamen değiştirmezler.

Buna bilimin sınırlarının sonsuz olduğunu söyleyebilirim. Kişinin ilgi alanını değiştirmek için asla çok erken veya geç değildir. Bir alanda bilgi ve uzmanlık kazanılıp başka bir alanın yararına kullanılabilir. Bunu yapmaktan korkmamak gerekir.

Gelecek çok disiplinlidir ve gelecek şimdidir. Bu, araştırmacıların beceri setlerini genişletecek ve onları denetçiler veya öğretmenler olarak daha yetenekli hale getirecektir. Bu tür geçişler gerçekten de pek çok zorlukla birlikte gelir, ancak internette bu kadar çok bilginin olduğu bu çağda, herhangi bir alanı anlamak daha kolaydır.

Halkın bilime olan bağlılığının son yıllarda değiştiğini düşünüyor musunuz?

Halkın bilime katılımının Covid-19 salgınından bu yana arttığına inanıyorum. Yüz yüze etkinliklerin sayısı azalmış olsa da, giderek daha fazla insanın çevrimiçi seminerlere, konferanslara, çalıştaylara ve hatta kurslara katılma fırsatı bulduğunu gördük.

Hala aynı hızla devam eden pandemi sürecinde online eğitim alanında bir patlama görüldü. İnsanlar işlerin nasıl yürüdüğünü anlamaya çalışıyor ve Twitter, Instagram ve hatta TikTok’ta bilim ve mühendislikle ilgili birçok sosyal medya hesabı, son derece derinlemesine araştırılmış içerikle ortaya çıktı.

Berlin Bilim Haftası sırasında bir tartışma panelinde olmak, STEM’i sanat yoluyla ifade etmek için Limerick Üniversitesi’nden sanat öğrencileriyle işbirliği yapmak veya bir konuşma yapmak gibi önüme çıkan birçok eğitim ve halk katılımı etkinliğine katılmaya çalışıyorum. ML-Labs Yaz Okulu.

Projem doğrudan SM-EXO’yu insan rahatlığı ve kabulü açısından değerlendirme ihtiyacını bulduğundan, projenin sonraki kısmı bir insan faktörü çalışmasına odaklanıyor. Etkiyi anlamak için sadece halkı ve paydaşları bir projeye dahil etmek değil, aynı zamanda ilerlerken proje hakkındaki görüşlerini anlamak ve not etmek de önemlidir. Bu sadece daha iyi teknoloji tasarlamamıza yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda halkın yeni ve yaklaşan teknolojiyi kolayca kabul etmesine de yardımcı olur.

Hafta içi her gün doğrudan gelen kutunuza bilmeniz gereken 10 şey. için kaydolun Günlük ÖzetSilicon Republic’in temel bilim-teknoloji haberlerinin özeti.