5G ve Nesnelerin İnterneti (IoT) yaygınlaştıkça insanlar bilgisayarlar, makineler ve sensörler gibi akıllı cihazlara daha bağlı hale geliyor. Giyilebilir insan makine arayüzü cihazları (İMA) makine, bilgisayar, fan veya müzik çalar gibi bir teknolojiyi kontrol etmeyi sağlar. Geleneksel İMA'lardaki sorun insan cildindeki terdir. Kaliforniya Üniversitesi'nden bilim insanları, esnek, ucuz ve su geçirmez bir İMA türü geliştirdiklerini duyurdu. 16 cm2'lik cihaz, parmağın basılmasından doğan mekanik basıncı elektrik sinyaline dönüştüren yumuşak manyetoelastik sensörlerden oluşuyor.
Manyetoelastik Sensör
Cihaz iki ana bileşene sahip. İlk bileşen, mekanik hareketi manyetik tepkiye çeviren katmandır. Hafif bir parmak ucu basıncını 0,2 saniyede algılayarak manyetik alan değişimine dönüştürebilen gözenekli bir silikon matris içinde mikro mıknatıslara sahip.
İkinci bileşen, desenli sıvı metal bobinlerden oluşan bir manyetik indüksiyon katmanıdır. Bu bobinler manyetik alan değişimine yanıt verir ve böylece elektromanyetik indüksiyon yoluyla kendi elektriğini üretir.
Araştırmacılara göre malzemenin esnekliği ve dayanıklılığı sayesinde manyetoelastik sensörler yuvarlanma, katlanma ve gerilme gibi deformasyonlar altında güç üretmeye devam edebiliyor.
Bu özellikler insanın biyomekanik faaliyetlerini elektrik sinyaline dönüştürerek insan vücuduyla çalışan bir İMA cihazı üretmeyi mümkün kılıyor.
Şarj Edilmeye İhtiyacı Yok
İMA'nın çalıştırması için gereken güç, onu taşıyan insanın hareketlerinden gelir. Yani cihazda batarya gibi harici güç bileşenlerine gerek yok ve İMA'yı biraz çevre dostu da kılıyor.
Cihaz, duşta, yağmur fırtınasında, şiddetli atletik aktivite sırasında, su spreyine karşı ve daha birçok koşulda test edildi. Manyetik alan suyun varlığından pek etkilenmediği için cihaz ıslakken de çalışabiliyor.
Cihazın biyomekanik-elektrik enerji dönüşümünü optimize etmek için birçok üretim ve montaj tekniğine başvurulmuş. Performans ve esneklik arasında denge oluşturmak için esnek filmin kalınlığı ve manyetik parçacıkların oranı düzenlenmiş.
Araştırmacılar bu insan makine arayüzü cihazını test ederken parmak dokunuşları uygulayarak bir lambayı kapatıp açtı veya Bluetooth üzerinden bir müzik çaları ileri geri sarma gibi işlevler gerçekleştirdiler. Bu cihaz, birçok başka elektronik ürünü kontrol etmekte kullanılabilecek suya dayanıklı çok yönlü İMA'ların önünü açıyor. İnsan makine arayüzü (İMA veya HMI) 2023'te 5,73 milyar dolar değere ulaşacak.
