Stanford profesörü Zhenan Bao ve takımı, yaralandığında kendini tanıyabilen ve birbiriyle hizalanabilen çok katmanlı, kendi kendini uygunlaştıran sentetik elektronik bir deri icat etti. Ziyan görmüş yahut zedelenmiş sentetik deri, güzelleşme sürecinde çalışmaya devam da edebiliyor. Yeni deri gerçeği taklit ederek robotların insan üzere hissetmesini hedefliyor. Terminatör’e bir adım
Bu gelişme, insan gibisi dokunma duyusuna sahip, kendi kendini düzgünleştiren sentetik materyallerle sarılmış yeni bir robot ve protez çağının habercisi olarak nitelendiriliyor. Stanford Üniversitesi‘nde doktora adayı olan Chris Cooper, doktora sonrası araştırmacı Sam Root ile birlikte Science mecmuasında bu devrimsel gelişmeyi yayınladı. Cooper yaptığı açıklamada, “İyileşme sırasında otomatik olarak tekrar hizalanan çok katmanlı, ince sinema sensörünün birinci gösterimi olduğuna inandığımız şeyi başardık. Bu, düzgünleşme sürecinde gerçek bir biçimde yine bir ortaya gelen birden fazla katmana sahip insan derisini taklit etmeye yönelik kritik bir adım.” tabirlerini kullandı. Katmanlama, cildin birçok özelliğini taklit etmek için kritik ehemmiyet taşıyor. Araştırmacılar geliştirilen sentetik deriyi “delerseniz, keserseniz ya da dilimlerseniz, her katman kendi içinde seçici olarak güzelleşerek genel fonksiyonunu geri kazanacaktır” diyor. Süreç tıpkı gerçek deride olduğu gibi işliyor.
Stanford Üniversitesi’nden Profesör Zhenan Bao liderliğindeki takım, her biri bir mikron kadar ince, tahminen de daha az, farklı ayrı fonksiyonel katmanlara sahip çok katmanlı sentetik deri oluşturabileceğini söylüyor. O denli ki, 10 ya da daha fazla katmandan oluşan bir yığın bir kağıttan daha kalın değil. Root, “Bir katman basıncı, bir oburu sıcaklığı ve bir oburu de tansiyonu algılayabilir” diyor. Farklı katmanların materyali termal, mekanik yahut elektriksel değişiklikleri algılayacak formda tasarlanabilir.
Yeni yaklaşım ile 24 saatte iyileşme
Profesör Bao, 2012 yılında Nature Nanotechnology’de ilk çok katmanlı kendi kendini düzgünleştiren sentetik elektronik deri çalışmasını yayınlamıştı. Şu anki çalışmalarını farklı kılan şey, katmanların düzgünleşme sürecinde kendi kendilerini tanımaları ve benzeri katmanlarla hizalanmaları, güzelleşirken fonksiyonelliği katman katman geri kazanabilmeleri. Mevcut kendi kendini güzelleştiren sentetik derilerin beşerler tarafından manuel olarak yine hizalanması gerekiyor. Katmanlardaki hafif bir yanlış hizalama bile fonksiyonel güzelleşmeyi tehlikeye atabiliyor. Bunu başarmanın sırrı ise materyallerde yatıyor. Araştırmacılar yeni çalışmalarında PPG (polipropilen glikol) ve PDMS (polidimetilsiloksan, daha çok silikon olarak bilinir) polimerlerini kullandılar. Her ikisi de kauçuk gibisi elektriksel ve mekanik özelliklere ve biyo-uyumluluğa sahip. Her iki polimer de ısıtıldıklarında yumuşama ve akma avantajına sahip. Soğuduklarında ise katılaşarak sağlam bir hale bürünüyorlar. Böylelikle araştırmacılar sentetik deriyi ısıtarak düzgünleşme sürecini hızlandırmayı başardılar. Oda sıcaklığında iyileşme bir hafta kadar sürebiliyor, fakat sadece 70°C’ye ısıtıldığında, zaten hizalanma ve güzelleşme yaklaşık 24 saat içinde gerçekleşiyor.
Hedef kendi kendine birleşen robotlar
Başarılı bir prototipin akabinde araştırmacılar, Stanford Üniversitesi’nden Profesör Renee Zhao ile birlikte çalışarak, polimer katmanlarına manyetik materyaller ekleyerek sentetik derinin yalnızca uygunlaşmasını değil, birebir vakitte ayrı kesimlerden kendi kendine birleşmesini de sağladılar.
Hemen üstteki Twitter görüntüsünden da izleyebileceğiniz üzere kesimler manyetik alan güdümlü navigasyon ve indüksiyon ısıtması ile birlikte birbiriyle birleşebiliyor. Bu gelişmeler ışığında biçim değiştirebilen ve istenildiğinde deformasyonlarını algılayabilen tekrar yapılandırılabilir robotların inşası mümkün, en azından araştırmacılara nazaran.
“Uzun vadeli vizyonumuz, çok hasarlardan kurtulabilen aygıtlar yaratmak. Örneğin, modüllere ayrıldığında ve koptuğunda kendini otonom olarak yine yapılandırabilen bir aygıt hayal ediyoruz” diyen Cooper, suya batırılmış birkaç katmanlı sentetik deri kesiminin kısa bir görüntüsünü gösteriyor. Manyetik olarak bir ortaya çekilen kesimler birbirlerine hakikat ilerliyor ve sonunda tekrar birleşiyor. Güzelleştikçe, elektrik iletkenlikleri geri dönüyor.
Tıbbi kullanım
Araştırmacılar bir sonraki adımlarında katmanları mümkün olduğunca ince hale getirmek ve farklı fonksiyonlara sahip katmanlar oluşturmak için çalışacak. Gelecek vizyonu açısından takım, potansiyel olarak, kesimler halinde yutulabilen ve daha sonra invazif olmayan tıbbi tedaviler gerçekleştirmek için bedenin içinde kendi kendine birleşebilen robotlar hayal ediyor. Öbür uygulamalar ortasında robotlara ahenk sağlayan ve onlara dokunma hissi veren çok duyulu, kendi kendini düzgünleştiren sentetik kaplama ve deriler yer alıyor.
