Giysilerin ve diğer tekstil ürünlerinin sıcaklık değişimlerine uyum sağlayarak form değiştirmesine imkân tanıyan FibeRobo, giyilebilir teknolojinin sınırlarını zorluyor.

Her mevsim farklı paltolar almak yerine, çevresel koşullara uyum gösteren ve form değiştirebilen tek bir ceket kullandığınızı hayal edin. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) ve Northeastern Üniversitesi, tam da buna yönelik bir tekstil teknolojisi geliştirdi: FibeRobo. Bu, sıcaklıktaki artışa tepki olarak büzülebilen, daha sonra sıcaklık düştüğünde, herhangi bir gömülü sensör veya diğer sert bileşenler olmadan kendi kendine tersine dönebilen, programlanabilir bir elyaf yapısı. MIT Media Lab’in geliştirdiği bu yapı, sıcaklığa duyarlı sıvı kristal elastomer (LCE) teknolojisi temeline dayanıyor. Giysilerin ve diğer tekstil ürünlerinin sıcaklık değişimlerine uyum sağlayarak form değiştirmesine imkân tanıyan bu sistem, giyilebilir teknolojinin sınırlarını zorluyor. 

Araştırma, Atom Merkezi’nin ikincil üyesi ve MIT Medya Laboratuvarı’nın Tangible Medya Grubu’nda yüksek lisans öğrencisi olan Jack Forman tarafından yürütüldü. Forman’ın liderliğindeki araştırma, kendisi dahil 12 araştırmacıyı bir araya getirdi. Araştırma ekibinde, MIT ve Northeastern Üniversitesi’nden gelen önemli isimler yer aldı. Bunlar arasında, Atom Merkezi’nin yöneticisi Profesör Neil Gershenfeld ve Jerome B. Wiesner Medya Sanatları ve Bilimleri Profesörü, aynı zamanda Tangible Medya Grubu’nun direktörü olan Hiroshi Ishii de bulunuyor. Araştırma, William Asbjornsen Albert Memorial Bursu, Dr. Martin Luther King Jr. Misafir Profesör Programı, Toppan Printing Co., Honda Research, Çin Burs Konseyi ve Shima Seiki gibi çeşitli kaynaklardan önemli destekler aldı. 

Araştırma ekibi, MIT’den Özgün Kılıç Afşar, Sarah Nicita, Rosalie (Hsin-Ju) Lin, Liu Yang, Akshay Kothakonda, Zachary Gordon, Cedric Honnet ve Northeastern Üniversitesi’nden Megan Hofmann ve Kristen Dorsey gibi alanında uzman isimleri bünyesinde barındırıyor. Bu disiplinlerarası ekip, şekil değiştiren kumaşların geliştirilmesi ve bu alandaki yenilikler üzerine kapsamlı bir çalışma yürüttü. 

Sıvı kristal elastomerlerin (LCE) moleküler yapısı

FibeRobo, özel olarak tasarlanmış sıvı kristal elastomerleri (LCE) kullanıyor. Bu malzemeler hem sıvı kristal hem de elastomer özelliklere sahip. Malzemenin moleküler yapısında, uzun zincirli polimer moleküllerine bağlı sıvı kristal gruplar yer alıyor. Bu gruplar, malzemenin sıcaklığa duyarlı özelliklerini kontrol ediyor. Belirli bir sıcaklık aralığında, bu gruplar polimer zincirlerinin düzenli bir yapıya bürünmesini sağlıyor, böylece malzeme anizotropik özellikler kazanıyor ve belirli yönlerde farklı mekanik ve optik özellikler sergiliyor.

Isıya duyarlılık ve şekil hafızası

LCE’lerin en dikkat çekici özellikleri arasında ısıya duyarlılık ve şekil hafızası bulunuyor. Sıcaklık değişiklikleri, LCE moleküllerinin yeniden düzenlenmesine yol açar ve bu, malzemenin mekanik özelliklerinde değişikliklere sebep olur. Örneğin, bir LCE lifi sıcaklığa maruz kaldığında, moleküler düzeydeki bu değişiklikler lifin uzamasına veya kısalmasına, sertleşmesine veya yumuşamasına neden olabilir. Bu özellik, LCE tabanlı malzemelerin belirli bir sıcaklıkta bir şekli “hatırlayabilmesini” ve sonrasında bu şekle geri dönmesini sağlar, bu da malzemeleri dinamik uygulamalar için ideal kılar.

FibeRobo’nun teknolojik uygulamaları

FibeRobo, bu ısıya duyarlı LCE malzemelerini kullanarak, tekstil ürünlerine yenilikçi özellikler kazandırıyor. Örneğin, bir giysiye entegre edilen LCE fiberleri, vücut ısısı değişikliklerine yanıt olarak genişleyebilir veya daralabilir. Bu, giysinin vücut hareketlerine uyum sağlamasını, hava geçirgenliğini ve termal konforunu artırmasını sağlar.

ShadeRobo: Sessizce hareket eden akıllı perdeler

FibeRobo teknolojisinin en dikkat çekici uygulamalarından biri olan ShadeRobo, termal uyaranlara yanıt vererek şekil değiştiren bir perde sistemi. Bu yenilikçi perde, termal uyaran olmadığında pencereyi tamamen kapatarak geleneksel perdelerin işlevini yerine getirir. Ancak, kumaşa akım verildiğinde, perdeler yükselerek pencereyi açığa çıkarır ve böylece odayı aydınlatır.

Bu çalışmada, perdelerin güneş ışığının doğal ısısına yanıt vermemesi amaçlanmıştır. Bu sebeple, daha yüksek sıcaklıkta çalışabilen fiberler ve dirençli ısıtma sağlayan litz telleri kullanılmıştır. 5cm x 5cm’lik bir renk örneği üzerinde yapılan testlerde, 4V ve 2.5A güç kullanılarak kumaşın hareketi sağlanmıştır. Kumaş, iki dakika içinde tam büzülme kapasitesine ulaşarak pencereyi açar ve bir dakika içinde soğuyarak eski haline döner.

Bu uygulamada, hızlı çalıştırmadan ziyade güç tüketiminin azaltılmasına öncelik verilmiştir. Bu amaçla, yalnızca 8 sıra litz telinin entegrasyonu yeterli bulunmuştur. ShadeRobo’nun en önemli avantajlarından biri de çalışma esnasında tamamen sessiz olmasıdır. Bu özellik, ShadeRobo’yu geleneksel otomatik perdelerden ayırır ve gürültüsüz bir ortam sağlar. 

FibeRoBra: Adaptif spor sutyeni

FibeRoBra, FibeRobo teknolojisini kullanarak geliştirilen bir spor sütyeni. Bu sütyen, kullanıcı hareket halindeyken ve vücut ısısı değişiklik gösterirken dinamik bir destek sunmak için tasarlandı. 

Sutyenin tasarımı, dinlenme halindeyken rahat bir destek sağlarken, kullanıcının egzersiz yapması ve vücut ısısının artması durumunda göğüslere daha fazla destek vermek üzere kasılma özelliğine sahip. Kullanıcı soğuduğunda, sutyen gevşeyerek rahat bir duruma dönüyor. 

Bu sutyenin önemli bir özelliği de, ek donanım veya kablolama gerektirmeden gövde üzerindeki ısı değişikliklerini algılayabilmesi. Sutyenin tasarımında kullanılan reçine, bu pasif algılama ve aktivasyon işlevini destekler nitelikte. FibeRoBra, tamamen kumaştan üretilmiş ve elle dikilmiş FibeRobo desenleri içeriyor. 

FurbeRobo: Köpek sahipleri için uzaktan kucaklama teknolojisi

FurbeRobo, insan-köpek etkileşiminde yenilikçi bir adım atarak, köpek sahiplerine uzaktan sakinleştirici bir kucaklama olanağı sunuyor. Bu özel kompresyon gömleği FurbeRobo, sahibi uzakta olduğunda köpeğin yaşadığı ayrılık kaygısını hafifletmek için tasarlandı. Gömlek, örgü aşamasında bir mikro denetleyici tarafından kontrol edilen bir ısıtma elemanıyla donatılmış. Isı, FibeRobo’nun köpeğin etrafında hareket etmesine ve böylece bir kucaklama hissi yaratmasını sağlıyor. FurbeRobo’nun diğer benzer ürünlerden farkı, ek donanımlara ihtiyaç duymadan yumuşak ve sessiz çalışması. Bu teknoloji, düşük sıcaklıktaki elyafları kullanarak hem dokunma hem de görünüm açısından kumaş gibi olan hafif ve ince bir kompresyon giysisi üretmeyi mümkün kılıyor. Bluetooth üzerinden etkinleştirilebilen bu cihaz, köpeğin sızlanması veya havlaması durumunda, sahibine köpeğin gövdesini okşayarak rahatlamasına yardımcı oluyor. Bu özelliğiyle, FurbeRobo köpeklerin duygusal ihtiyaçlarını karşılamada önemli bir rol oynayabilir. FurbeRobo’nun geliştirilmesi, köpekler için konforu korurken etkinliği kanıtlamak adına gelecekteki kullanıcı çalışmalarını ve sıkıştırma kuvvetlerinin kalibrasyonunu gerektirecektir. Bu prototip, FibeRobo’nun dijital olarak kontrol edilen duygusal bir giyilebilir cihaz olarak potansiyelini gösteriyor ve köpek sahiplerine yeni bir iletişim biçimi sunuyor.

FibeRoGlow: Ortam ısısına duyarlı dinamik lamba

Bu uygulamada, bir lambanın çiçek gibi açılmasını sağlayarak canlı bir görünüm elde ediliyor. Işık açıldığında, ısıtılan lifler kasılarak lambanın petallerini yukarı kaldırıyor.

FibeRoGlow adındaki lamba, FibeRobo’nun sıcaklığa nasıl tepki verdiğini ve nakış makineleriyle yapılan ürünlerde nasıl uyum içinde çalıştığını gösteren güzel bir örnek.

Bu lamba, ışık kaynağı olarak kullanıldığında, FibeRobo elyafının ısı ile büzülme özelliğinden yararlanıyor. Işığın açılmasıyla, lamba içindeki ısı lifleri ısınıyor ve bu ısı etkisiyle lifler büzülerek lambanın yapraklarını yukarı kaldırıyor. Bu süreç, her yönde yaklaşık 5 dakika sürüyor.

Bu uygulama, FibeRobo’nun bir ısıtma elemanıyla doğrudan bağlantı gerektirmeden kontrol edilebilir bir şekilde çalışabiliyor. Uygulama ışık ve kızılötesi ısıtma gibi uzaktan kumandalı çalıştırma yöntemleriyle uyumlu olarak tasarlanmış.

FibeRobo’nun tekstil endüstrisindeki potansiyeli

FibeRobo’nun en önemli potansiyellerinden birinin, spor giyim ve performans giysileri alanında olduğu düşünülüyor. Vücut ısısına duyarlı LCE’lerin kullanımı sayesinde, sporcuların vücut hareketlerine ve ısı değişimlerine göre uyarlanabilen giysiler tasarlanabilir. Bu, sporcuların performansını artırmanın yanı sıra, yaralanma risklerini azaltabilir ve spor giyimde kişiselleştirilmiş bir deneyim sunabilir. 

Sağlık sektöründe ise, FibeRobo’nun uygulamaları, hastaların ihtiyaçlarına göre şekil alan giysiler ve medikal tekstiller şeklinde ortaya çıkabilir. Özellikle, hareket kısıtlılığı olan hastalar için geliştirilen giysiler, konfor ve hareket kolaylığı sağlayabilir. Ayrıca, sıcaklıkla reaksiyon gösteren yara bandajları gibi medikal tekstiller, yara bakımı ve iyileşme süreçlerini optimize edebilir.

Moda ve giyim endüstrisinde ise FibeRobo, estetik ve fonksiyonelliği bir araya getirebiliyor. Sıcaklık değişikliklerine duyarlı kumaşlar, giysilerin renk ve dokusunu değiştirebilir. Bu da modada dinamik ve interaktif bir döneme işaret ediyor. Bu özellikler, giysilerin günlük kullanımda farklı ortamlara ve koşullara uyum sağlamasını sağlayarak, kullanıcıların kişisel tarzlarını zenginleştiriyor.

Üretim süreci ve sürdürülebilirlik 

FibeRobo teknolojisinin bir diğer dikkat çekici yönü, üretim süreci. Bu yenilikçi malzemelerin üretimi, mevcut tekstil üretim süreçleriyle uyumlu olup, endüstriyel ölçekte uygulanabilir. Bu uyumluluk, maliyetleri düşürme ve daha verimli üretim süreçlerini teşvik etme açısından önemli. Ayrıca, FibeRobo’nun kullanımı, tekstil sektörünün çevresel ayak izini azaltmada önemli bir rol oynayabilir. Yenilikçi ve sürdürülebilir malzemelerin kullanımı, çevre dostu tekstil üretimini destekleyerek, sektörün sürdürülebilirlik hedeflerine katkıda bulunabilir.

Sonuç olarak FibeRobo’nun sektöre sunduğu bu yenilikçi özellikler, tekstil ve teknoloji entegrasyonunda yeni bir dönemin başlangıcı olabilir. Bu teknoloji, tekstil sektöründe sürdürülebilirlik, fonksiyonellik ve estetik gibi temel unsurları bir arada sunarak, endüstrinin geleceğini şekillendirmede kritik bir rol oynayabilir.