Yumuşak robotik ve giyilebilir teknoloji dünyasında, levha tabanlı akışkan cihazlar hafif, esnek ve çok işlevli sistemlerin nasıl tasarlandığını kökten değiştiriyor. Akıllı giyilebilir teknolojiler bu değişikliklerde önemli bir rol oynuyor. Ancak yenilikle birlikte zorluklar da geliyor. Çzellikle bu cihazlardaki arızaları anlama ve kontrol etme konusunda birçok zorluk var. Makine mühendisleri tarafından yapılan yeni bir çalışma, ısıyla kapatılabilen, levha tabanlı sistemlerdeki programlanmış arızaların cihazları korumak, karmaşık eylem dizilimini etkinleştirmek ve hatta kontrol mekanizmalarını düzene sokmak için nasıl kullanılabileceğini araştırıyor.
Akıllı giyilebilir teknolojiler için başarısızlıklardan ders almak gerekiyor
Cell Reports Physical Science dergisinde yayımlanan araştırma, ince, esnek tabakaların (dahili akışkan ağları oluşturmak için desenlendirilmiş ve seçici bir şekilde bağlanmış) basınç değişikliklerine nasıl tepki verdiğine ve özellikle dahili basınçlar çok yükseldiğinde nasıl başarısız olduklarına odaklanıyor. Araştırma ekibi, akıllı giyilebilir teknolojiler kapsamında tekstil tabakaları arasındaki yapışmayı inceleyerek maksimum çalışma basınçlarını tahmin edebildi ve bağ geometrisi ve malzeme seçimi gibi faktörlerin performansı nasıl etkilediğini belirleyebildi.
Preston’ın laboratuvarında doktora öğrencisi ve GEM Associate Fellow olan Sofia Urbina: “Çalışmamız, levha tabanlı akışkan sistemlerindeki arızayı tahmin etmek ve bundan yararlanmak için bir çerçeve sunuyor. Akıllı giyilebilir teknolojiler kapsamında, arızayı bir sınırlama olarak görmek yerine, işlevselliği artırmak, bu cihazları daha akıllı ve verimli hale getirmek için nasıl kullanılabileceğini araştırdık” diyor.
Yapışma mukavemetini değerlendirmek için T-soyulma testleri ve yüksek basınçlarda arızayı değerlendirmek için patlama testleri de dahil olmak üzere titiz testler yoluyla araştırmacılar, üretim sürecinin termal bağlama adımı tarafından belirlenen üç farklı arıza rejimi belirlediler: Bağ mukavemetinin, bağlama sıcaklığıyla arttığı bir ilk faz, malzeme mukavemetinin kohezyon arızasını belirlediği bir plato ve üretim sırasında aşırı ısınmanın malzeme bütünlüğünü bozduğu bir üçüncü faz.
Bu bulgular araştırmacıların yeni bir “akışkan sigorta” üretmesine olanak sağladı. Akıllı giyilebilir teknolojilerle uyumlu olarak, farklı güçlere sahip birden fazla bağa dayanan ve basınç artışlarından kaynaklanan hasarı önlemek için kontrollü bir şekilde arızalanacak şekilde tasarlanmış koruyucu bir bileşen sağlıyor. Araştırmacılar, bu bileşenin çalışmanın en heyecan verici sonuçlarından biri olduğunu söyledi.
