Giyilebilir Teknolojiler: Mühendislerin Tasarladığı Gelecek
Teknoloji son hızla ilerlemeye devam ederken yakın zamanda popülerliği artan bir konudan bahsedeceğiz. Nedir bu giyilebilir teknolojiler? Giyilebilir cihazlar sadece birer aksesuar mı, yoksa gelecekte yaşamımızı kökten değiştirecek mühendislik harikaları mı? Bu yazımızda, mühendislerin tasarladığı giyilebilir teknolojilere ve bunların gelecekteki yerine odaklanacağız.
Fizyolojik sinyalleri ve vücut hareketlerini algılayan akıllı sensörler vasıtasıyla üretildiği amaca uygun bir şekilde görevlerini yerine getiren, üstümüze giyebildiğimiz her türlü cihaz giyilebilir teknoloji başlığı altında toplanabilir. Sensörlerin çokça çeşidi bulunmaktadır. Termal sensörler, ışık sensörleri, ses sensörleri, basınç sensörleri, nem sensörleri, gerinim algılayıcı sensörler, kimyasal sensörler ve biyosensörler sensör çeşitlerinden bazılarıdır. Giyilebilir cihazların genellikle sağlık takibi, iletişim, artırılmış gerçeklik (AR) veya sanal gerçeklik (VR) gibi işlevleri bulunur. Akıllı saatler, fitness bileklikleri, akıllı gözlükler giyilebilir teknolojilere örnek olarak gösterilebilir.
Sağlık Takip Sistemleri: Hastalıkların erken teşhisinde ve kişiselleştirilmiş tedavi planlamalarında önemli rol oynayacağı düşünülen bu yöntemle deri altına yerleştirilmiş sensörlerle ya da akıllı saatlerle kalp atış hızı, kan şekeri seviyesi ve uyku düzeni gibi tıbbi veriler depolanmaktadır. Bununla beraber işitme cihazları, elektronik ayakkabı, çorap ve dövmeler de sağlık takip sistemleri arasında yer almaktadır.
Akıllı Tekstil ve Elektronik Tekstil (E-Tekstil): İşlevselliğin artırılması için ileri teknolojilerin, elektroniklerin kumaşlara işlendiği bir alandır. Çevre ve kullanıcı etkileşimine açık şekilde tasarlanırlar. Sağlık takibini ve enerji depolamayı mümkün kılarlar. E-tekstiller, giyilebilir cihazlara güç sağlamak için triboelektrik jeneratörler ve süper kapasitörler gibi enerji üreten bileşenleri içerebilir. Bu bileşenler genellikle gümüş nanoteller ve grafen gibi gelişmiş malzemelerden yapılır. Akıllı tekstiller üç ayrı başlık altında toplanabilir. Bunlar pasif, aktif ve ultra akıllı tekstillerdir.
Pasif akıllı tekstiller çevresel koşulları algılayabilir, ancak bunlara tepki vermez. UV koruyucu giysiler, su geçirmez kumaşlar örnek verilebilir.
Aktif akıllı tekstiller dış uyaranları algılayabilir ve tepki verebilir. Uygulamalar arasında deformasyona uğradığında hangi şekilde olduğunu hatırlayıp ısı, ışık gibi bir uyarana maruz kalınca eski şekline dönebilen şekil hafızalı malzemeler ve üşüdüğümüzde bizi ısıtabilen ve sıcakladığımızda serinletebilen termal konfor sağlayan sıcaklık düzenleyici kumaşlar bulunur.
Ultra akıllı tekstiller, aktif akıllı tekstiller gibi dış uyaranları algılar ve tepki verir. Fakat farklı olarak adaptasyon yeteneği ile daha yüksek bir etkileşim seviyesi yakalar. Uzay kıyafetleri, giyilebilir bilgisayarlar bu kapsama girmektedir.
Unutulmamalıdır ki yerleştirilecek elektronik malzemeler giysinin konforunu bozmamalıdır. Giyilebilir cihazlar cilde uyumlu ve rahatsızlık vermeyecek şekilde tasarlanmalıdır. Bu nedenle konfor ve yüksek fayda arasındaki dengeyi sağlamak adına ultra hafif ve yumuşaklık sağlayan esnek yapılı malzemeler tercih edilmektedir.
Giyilebilir teknolojilerin görevlerini yerine getirebilmesi için ihtiyaç duyduğu enerjiyi sürdürülebilir yollardan elde etmesi dünyanın geleceğini güvenceye almak için önemli bir konudur. Bu doğrultuda biyomekanik enerjiyi ve güneş enerjisini toplayan inovatif enerji sistemlerini geliştirme çabaları sürmektedir.
Giyilebilir teknolojilerin geleceği yarı iletken teknolojisinin ve elektroniklerin ilerlemesiyle paralel olacaktır. Mevcut araştırmalar esnek süper kapasitörler gibi güç kaynaklarının eksikliğinin kapatılmasına, cihazların yıkanılabilirliğinin geliştirilmesine yöneliktir. Bunun haricinde depolanan kişisel verilerin üçüncü kişilerle paylaşılıp paylaşılmaması konusu veri gizliliği bakımından birtakım endişeleri de beraberinde getirecektir. Gelecekte, bu teknolojilerin günlük hayata entegrasyonunun tamamlanması ve geniş kitlelerce talebinin artması beklenmektedir.
Kaynakça
- Çelikel, D. (2020). Smart E-Textile Materials. Advanced Functional Materials. https://doi.org/10.5772/intechopen.92439.
- Islam, M., Afroj, S., Novoselov, K., & Karim, N. (2022). Smart Electronic Textile‐Based Wearable Supercapacitors. Advanced Science, 9. https://doi.org/10.1002/advs.202203856.
- Kim, H., Pyun, K., Lee, M., Lee, H., & Ko, S. (2021). Recent Advances in Sustainable Wearable Energy Devices with Nanoscale Materials and Macroscale Structures. Advanced Functional Materials, 32. https://doi.org/10.1002/adfm.202110535.
- Ling, Y., An, T., Yap, L., Zhu, B., Gong, S., & Cheng, W. (2019). Disruptive, Soft, Wearable Sensors. Advanced Materials, 32. https://doi.org/10.1002/adma.201904664.
Gülşah Uğur
Gebze Teknik Üniversitesi Kimya Mühendisliği
3. Sınıf Temsilcisi
