Dış iskelet kıyafetleri uzun zamandır hantal, ağır ve aşırı pahalı olmalarıyla biliniyor. Yıllar boyunca, yük kaldırabilen veya gerçekçi VR hisleri sunabilen tam vücut sistemleri altı haneli fiyat etiketlerine sahipti. Bir araştırma ekibi, hazır bileşenler ve yenilikçi kumaş mühendisliği kullanılarak üretilen hafif bir dış iskelet olan Kinethreads ile bu modeli test ediyor. 500 dolardan daha düşük bir fiyata sahip olan bu sistem, kas destekli ve dokunsal teknolojiyi çok daha erişilebilir hale getiriyor.
KUMAŞ TABANLI MEKANİK
Kinethreads, göğüs, kol ve bacakları ikinci bir deri gibi sarıyor. Naylon iplikler, sentetik tendon görevi gören kompakt motorlara bağlı kumaş kanallarından geçiyor. Etkinleştirildiğinde iplikler sıkılaşıp büzülüyor, alttaki kasları çekerek hareketi yönlendiriyor. Bir Raspberry Pi, sistemi basit Python komut dosyaları ile koordine ediyor.
KOL ODAKLI BAŞLANGIÇ
İlk prototipler kollara odaklanmıştı: pazu ve ön kolu saran bir kılıf, omuzdan bileğe kadar uzanan iplerle donatıldı.
Her bir kolu dört motor kontrol etti: biri omuz fleksiyonu, biri dirsek, ikisi de rotasyon ve ekstansiyon için. Tasarımcılar, konfor için elastik neopren, iplikleri yerinde tutmak için sert plastik kılavuzlar kullandı; gerilim sisteme bağlı bir dizüstü bilgisayardaki kaydırıcılar üzerinden ayarlanıyordu.
BACAK DESTEĞİ GELDİ
Tasarım daha geniş destek gerektiren bacaklara kadar genişledi. Uyluk ve baldır çevresindeki geniş bantlar, basıncı eşit dağıtarak sıcak noktaları azalttı. Hareket kabiliyeti için motorlar kemer paketine taşındı, lityum polimer pil yaklaşık iki saat aktif kullanım sağladı. Bu kurulum, giyenlerin kalça ve dizlerde stabilizasyon sağlayarak özgürce yürümelerine izin verdi; bu da rehabilitasyon için değerli bir yardımcı oldu.
HAPTİK GERİ BİLDİRİMİ
İplikler boyunca yerleştirilen titreşim motorları, geri bildirime ek bir katman sağladı. Kaslar kasıldıkça vızıldayan bu motorlar, beynin mevcut yardım seviyesini tahmin etmesine yardımcı oldu. Zamanla kullanıcılar, doğal kontroller geliştikçe bu ipuçlarına daha az bağımlı hale geldi.
VR İÇİN ÇÖZÜM
Sanal gerçeklik donanımları uygun fiyatlı hale gelse de, gerçekçi fiziksel geri bildirim hala pahalı sistemlerin arkasında kilitli. Çoğu tüketici kulaklığı yalnızca titreşime dayanıyor ve kullanıcılar sanal nesnelerle etkileşime girdiğinde hisler anında kayboluyor. Kinethreads, bu sorunu basit ve düşük maliyetli bir yaklaşımla ele alıyor.
Beş kilodan hafif olan kıyafet, 30 saniyeden kısa sürede giyilebiliyor. Küçük boyutuna rağmen 120 Newton’a kadar kuvvet ve 200 Hertz’e kadar titreşimli dokunsal geri bildirim sağlıyor. Bu aralık, kullanıcıların hafif bir nesnenin direnci kadar hafif veya bir patlamanın sarsıntısı kadar güçlü kuvvetleri hissetmelerine imkan tanıyor.
KUVVET AKTARIM MİMARİSİ
Hafif bir yelek üzerine monte edilmiş on adet motorlu makara kuvveti oluşturuyor: sekizi bel çevresinde, ikisi gövdeye, uzuvlara ve hatta başa yönlü çekiş sağlıyor. Sistem, ipleri sararak ya da bırakarak, vücudun ağırlık, direnç veya ivme olarak yorumladığı bir gerilim yaratıyor.
MODÜLER SİSTEM TASARIMI
Araştırmacılar kıyafeti modülerlik odağıyla tasarladı. İki motor boyutu, torku maliyet ve ağırlıkla dengeleyebilirken, kodlayıcılar (encoder) hassas izleme garanti ediyor. Özel PCB’ler, mikrodenetleyiciler ve Unity tabanlı yazılım yığını, hareket ile geri bildirimin gerçek zamanlı koordinasyonunu mümkün kılıyor.
SENARYO TEST SONUÇLARI
Yapılan testler, Kinethreads’in sanal nesneleri kaldırmaktan ani darbelere karşı koymaya kadar çok çeşitli senaryoları simüle edebildiğini gösterdi. Katılımcılar, kıyafetin hafif, rahat ve uzun seanslarda giyilmesinin şaşırtıcı derecede kolay olduğunu belirtti.
