İnsan parmakları molekülleri nasıl algılar?

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

Bir insanın dokunma duyusunun ne kadar keskin olduğunu hiç merak ettiniz mi? Önceki çalışmalar, parmaklarımızın yüksekliği 13 nanometre kadar küçük olan tümsekleri algılayabildiğini göstermişti. Ve her birimiz gözümüz kapalı ahşabı metal ve plastikten ayırt edeceğiz, çünkü bu malzemeler farklı dokulara sahiptir ve parmakların ısısını farklı şekillerde emer. Ancak San Diego, California Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, dokunma yoluyla insanların yalnızca moleküllerin üst katmanında farklılık gösteren iki yüzey arasındaki farkı hissedebildiğini buldu.

Profesör Darren Lipomi liderliğindeki ekip, biri oksijen atomlarının baskın olduğu oksitlenmiş bir tabaka ile kaplanmış ve diğeri karbon-flor bazlı bir Teflon malzeme ile kaplanmış iki silikon gofret kullandı. Her iki plaka da pürüzsüzdü ve hemen hemen aynı görünüyordu.

İlk deneyde, 15 gönüllüden oluşan bir gruptan parmaklarını üç plaka üzerinde kaydırmaları ve hangisinin diğer ikisinden farklı olduğunu tahmin etmeleri istendi. Katılımcılar testi %71 oranında geçti.

İkinci testin daha zor olduğu ortaya çıktı. Bilim adamları, uzun silikon gofretlere oksitlenmiş ve Teflon tabakasının sekiz enine şeridini uyguladılar. Bu şeritlerde, farklı malzemeler ikili kodun "birleri" ve "sıfırları" rolünü oynadı ve her plakada sekiz bitlik ASCII alfabesinin bir harfi şifrelendi.

Bu sefer, deneydeki on bir katılımcıdan on tanesi, görünüşe göre programlamadan çok uzak olmayan, parmaklarını plakalar boyunca kaydırarak Lab (Laboratuvar) kelimesini deşifre edebildiler. Ortalama olarak beş dakikadan az sürdü.

Araştırmacılara göre insanlar, hareketsiz durumdaki iki nesne birbirine göre kaymaya başladığında meydana gelen farklı kayma sürtünme kuvvetleri nedeniyle bu farklılıkları hissedebiliyor. Bu fenomen nedeniyle kapı menteşelerinin gıcırtısı veya duran bir trenin gürültüsü oluşur.

Testler sırasında, farklı yüzeyleri tanımanın etkinliğinin, parmağın ne kadar hızlı hareket ettiğine ve plakaya ne kadar sert bastığına bağlı olduğu ortaya çıktı.

Lipomi ve meslektaşları, çeşitli malzemelerin üzerinden geçirilen "sensörlü ve basınç dönüştürücülü yapay bir parmak" yarattı. Verileri bir bilgisayar modeliyle işledikten sonra, bazı hız ve basınç kombinasyonlarında yüzeyler arasındaki farkların tamamen anlaşılmaz hale geldiğini buldular.

Lipomi bir basın açıklamasında "Sonuçlarımız, bu yüzeyler arasındaki farkı algılamak için doğru güç ve hız kombinasyonunu hızla bulma konusunda olağanüstü bir insan yeteneği gösteriyor" diyor. İlginç bir şekilde, sadece bir sensöre sahip bir "yapay parmak" da bu farkı hissedebilir. Cildimizdeki yüzlerce sinir ucu, bağlarda, eklemlerde, bileklerde, dirsekte ve omuzda bulunan ve dokunulduğunda küçük farklılıklar hissetmemizi sağlayan reseptörlerle ilgisi yok."

Materials Horizons'da yayınlanan araştırma bulguları, e-cilt, dokunsal protezler ve dokunsal sanal gerçeklik kontrolleri gibi teknolojilerin geliştirilmesi için temel teşkil ediyor.