Çin’den gelen uluslararası bir bilim insanı ekibi, bir braille tanıma sistemi geliştirerek yardımcı teknoloji alanında büyük bir adım attı. Biyomimetik ilkelerine dayanan yeni bir cihaz, insan derisinin işleyişini taklit ediyor ve görme bozukluğu olan kişilerin bilgiye erişiminde devrim yaratmayı vaat ediyor.
“Braille alfabesinin doğru okunması için çok hassas sensörler gerekiyor. Pekin Normal Üniversitesi’nden araştırma ekibi lideri Zhuo Wang, “Sensörümüz, gerçek zamanlı dinamik okumada bile Braille’in en küçük ayrıntılarını doğru ve hızlı bir şekilde işleyebiliyor” dedi.
Yeni sistemin temel unsuru, yumuşak bir PDMS (polidimetilsiloksan) malzemesine gömülü bir fiber optik halka rezonatöründen (FRR) oluşan esnek bir optik “dış kaplama”dır. Bu malzeme esneklik sağlayarak sensörün esnemesine ve basıncı hissetmesine olanak tanır. Sensöre basıldığında, basınç fiberi hafifçe büker ve bu da rezonatörün rezonans frekansında bir değişikliğe yol açar.
Ölçümlerin hassasiyetini ve kararlılığını arttırmak için araştırmacılar Pound-Drever-Hall (PDH) frekans modülasyon teknolojisini kullandılar. Bu teknik, en küçük frekans değişikliklerinin bile okunabilir verilere dönüştürülmesine olanak tanıyarak dinamik koşullar altında bile ışık sinyalinin stabilitesini sağlar.
Elde edilen verilerin işlenmesi makine öğrenmesi yöntemleri kullanılarak gerçekleştirildi. Sistem, belirli Braille desenlerini tanımak için çok katmanlı bir algılayıcı (MLP) ve Braille karakter dizilerini okunabilir metin veya kelimelere dönüştürmek için uzun kısa süreli bellek (LSTM) ağı kullanır.
Deneylerin sonuçları etkileyici: Sistem, tek tek karakterler için %98,57 ve tüm kelimeler için %100 tanıma doğruluğu gösterdi. Sensör, basınca 0,1 saniyeden daha kısa bir sürede yanıt verebiliyor ve her karakterin yazılışında küçük değişiklikler olsa bile Braille kelimelerinin tamamını doğru bir şekilde okuyabiliyor.
Bu sistem, kusurlu noktaları gözden kaçırabilen eski braille okuma teknolojilerinden çok daha doğrudur. Esnek fiber optik rezonatör, basınçtaki çok küçük farkları algılar ve PDH frekans kilitlemesi, aydınlatma değişiklikleri veya güç dalgalanmalarında bile kararlılık ve doğruluk sağlar
çalışmanın ortak yazarları Pekin Normal Üniversitesi’nden Rui Min ve Shenyang Havacılık ve Uzay Üniversitesi’nden Lin Ma
Sistemin temelini oluşturan biyomimetik prensipler, insan derisinin yapısından ve işlevinden esinlenmiştir. Dokunsal sensörler, ciltteki basınca farklı hassasiyetlerle yanıt veren farklı reseptör türlerini taklit eder. Sensörün yüzey boyunca kaydırılması, okurken parmağın hareketine benzer ve sinir ağları tarafından bilgi işleme, beynin görüntüleri tanıma ve dokunsal bilgileri yorumlama işini taklit eder.
Bu gelişme, yardımcı teknolojiler ve robotik alanında yeni ufuklar açıyor. Araştırmacılar, bu gelişmeyi akıllı tıbbi cihazların oluşturulmasında ve son derece hassas dokunsal algı gerektiren yeni nesil robot biliminde kullanma olanağı görüyor.
