Çok Fonksiyonlu Yeni Spacer Kumaş Sensörü
NC State Üniversitesi’nde yapılan yeni bir çalışma, elektronik cihazları dokunma yoluyla kontrol edebilen kumaş tabanlı bir sensör oluşturmak için 3D nakış tekniklerini makine öğrenimi ile birleştirdi. Cihaz, farklı işlevlere atanan hareketler arasındaki farkı anlamayı öğreniyor.
Giyilebilir elektronik alanı daha fazla ilgi gördükçe ve giysilere yeni işlevler eklendikçe, tüm işlevleri kontrol edebilen bir sensör giderek daha önemli hale geliyor. Bir giysinin kumaşına entegre edilen sensör, mobil uygulamalar ile elektronik cihazları tamamen dokunarak aktive ve kontrol edebiliyor.
Cihaz iki bölümden oluşuyor: işlemeli basınç sensörünün kendisi ve sensör tarafından toplanan verileri işleyen ve dağıtan bir mikroçip. Sensör triboelektriktir, yani çoklu katmanları arasındaki sürtünmeden kaynaklanan elektrik yükünü kullanarak kendi kendine güç sağlıyor. Sensör; biri pozitif elektrik yüklü, diğeri negatif yüklü iki triboelektrik malzemeden oluşan ve nakış makineleri kullanılarak geleneksel tekstil kumaşlarına entegre edilen ipliklerden üretildi.
Bu çalışmanın sorumlu yazarı Rong Yin; “Basınç sensörü triboelektrik olduğundan, aralarında bir boşluk bırakılmış iki katmana sahip olması gerekiyordu. Bu boşluk süreçteki zor kısımlardan biriydi, çünkü genellikle iki boyutlu olan nakış kullanıyoruz ve bu şekilde 3 boyutlu bir yapı oluşturmak zor. Bir ara parça kullanarak iki katman arasındaki boşluğu kontrol edebildik ve bu da sensörün çıkışını kontrol etmemizi sağladı.” ifadelerinin kullanarak sensörün 3D yapısının doğru olmasının önemli olduğunu söylüyor.
Basınç sensöründen gelen veriler mikroçipe gönderiliyor ve bu mikroçip de ham girdiyi bağlı cihazlar için özel talimatlara dönüştürmekten sorumlu. Yin, makine öğrenimi algoritmalarının bunun sorunsuz çalışmasını sağlamanın anahtarı olduğunu belirtiyor. Cihazın farklı işlevlere atanan hareketler arasındaki farkı anlayabilmesi ve kumaşın normal hareketinden kaynaklanabilecek istenmeyen girdileri göz ardı edebilmesi gerekiyor.
Yin, “Bazen sensörün elde ettiği veriler çok doğru olmayabiliyor ve bu her türlü nedenden dolayı olabiliyor. Bazen veriler; sıcaklık veya nem gibi çevresel faktörlerden etkileniyor veya yanlışlıkla bir şeye dokunuyor. Makine öğrenimini kullanarak cihazı bu tür şeyleri tanıması için eğitebiliyoruz. Makine öğrenimi aynı zamanda bu çok küçük cihazın birçok farklı görevi yerine getirmesini sağlıyor, çünkü farklı türde girdileri tanıyabiliyor.” diyor.
Araştırmacılar, Bluetooth aracılığıyla sensöre bağlanan basit bir müzik oynatma mobil uygulaması geliştirerek girdi tanımayı gösterdi. Uygulama için her biri farklı bir hareketle kontrol edilen altı işlev (çal/duraklat, sonraki şarkı, son şarkı, ses açma, ses kısma ve sessize alma) tasarlandı. Cihaz, parola belirleme, girme ve video oyunlarını kontrol etme gibi başka işlevler için de kullanılabildi.
“Fikir henüz başlangıç aşamasında” diyen Yin, mevcut nakış teknolojisinin sensörün oluşturulmasında kullanılan malzeme türlerini kolayca işleyebilecek kapasitede olmadığını belirtti. Ancak yeni sensör, gelişmekte olan giyilebilir elektronik bulmacasının bir başka parçasını temsil ediyor.
