Svenskarnas robotplagg ger ”kroppskontakt” på distans

2022-01-02 06:00  

Programmerbara kläder kan hjälpa för tidigt födda barn att andas – och göra det möjligt med kramar på avstånd. 

Tänk om det fanns ett sätt att överföra Johann Sebastian Bachs rörelser till vår egen kropp, så vi kunde lära oss att spela piano av tonsättaren själv? Det här är en vision som KTH-doktoranden Özgun Kilic Afsar har. Vägen dit går via robottextilier.

–  Beröring har en primär roll i vår kommunikation med andra. Jag är framför allt intresserad av är att studera hur professionella kreatörer rör sig och ta vara på den kunskapen för kommande generationer, berättar Özgun Kilic Afsar för Ny Teknik.

Robottextilierna som Özgun Kilic Afsar utvecklar tillsammans med forskare på KTH, MIT Media Lab och Uppsala universitet härmar mänskliga muskelfibrer. 

Läs mer: Ny Teknik Insight: Kan prylarna lära dig förstå din sömn?

De mikrofluida textilmusklerna bygger på tunna och flexibla slangar som är tillräckligt små för att de ska kunna stickas eller vävas i vanliga stick- och vävmaskiner. 

Slangen är uppbyggd av tre delar. Det är inre gummislang, som det ligger tryckta töjningsgivare på. Utanpå detta ligger ett uppspänt runt och flexibelt nät vars mönster styr hur slangen drar ihop sig eller sträcker ut sig när man fyller den med tryckluft.

Tyget kan programmeras för att ge haptisk feedback, och då till exempel förmedla en rörelse från en kropp till en annan. Då styrs tyget av en liten dator, som kan ta in information från sensorer och styr de mikrofluidala textilmusklerna.

– Textilier har på senare år fått en unik programmerbarhet, som gör att man kan anpassa tekniken till mindre skala. Det finns exempelvis trådbaserade sensorer och datakraft i textilier. Det gör att de kan fånga mänskliga rörelser och överföra dem till någon med en liknande textil, förklarar Özgun Kilic Afsar.

KTH-doktoranden Özgun Kilic Afsar utvecklar robottextilier. Foto: Özgun Kilic Afsar

Baserat på tekniken har forskargruppen utvecklat ett underplagg för överkroppen som ger bäraren återkoppling på sin andningsteknik när hen sjunger. Utgångspunkten är i det här fallet en operasångerska, vars andningsrörelser kan överföras i realtid till en elev när den sjunger, genom haptisk kommunikation.

Plagget kan drivas i omkring 30 minuter med ett 3,75 voltsbatteri.

– Plagget förmedlar en väldigt människolik känsla. Tyget blir nästan som ett andra lager muskler. När jag provade plagget för första gången fick jag gåshud. Det var ovant att uppleva den här typen av rörelse på överkroppen, säger Özgun Kilic Afsar.

Läs mer: Spruträdd? Deras autonoma robot ger sprutfria injektioner

Huvudspåret är att tekniken ska användas för pedagogisk träning, som dans och sport. Forskargruppen har också inlett samtal med sportmärken som vill använda tekniken både i förberedande syfte och vid rehabilitering.

Kan hjälpa personer med sömnapné

Ett sådant här plagg kommer att behöva individanpassas inte bara utifrån storlek utan också utifrån bärarens beteende och rörelsemönster. Det gör att det inte kommer att funka eller kännas likadant för alla. 

– Det handlar om att aktivera och inaktivera olika delar av kroppen, och det kan se olika ut för olika personer, förklarar Özgun Kilic Afsar.

Det finns också en förhoppning om att kunna tillämpa tekniken för medicinska syften, till exempel för att hjälpa personer som lider av sömnapné eller för tidigt födda barn med andningen.

Klas Hjort är professor i materialvetenskap på Uppsala universitet och specialist i mikromekanik. Hans fokus inom det här projektet har varit att göra tekniken så energieffektiv som möjligt.

Läs mer: Glöm 5g – 6g blir starten för en helt ny värld

Till robottyget behöver man ha ett nätverk av små givare och motorer som känner av kroppen så man kan förmedla hur kroppen berörs till någon annan, och även för att förstå hur man ska styra robotmaterialet. 

– För att kunna mäta mer än textilmusklernas töjning fungerar de töjbara sensorer som vi har jobbat med sedan länge väldigt bra. Det är då inget som man väver in, utan man får limma eller sy fast dem för att roboten ska bli tillräckligt smart, säger Klas Hjort.

Drömmen är att man ska kunna bära ett plagg gjort av robottextilier var som helst och när som helst, och bara behöva ladda plagget en gång om dagen. Men det kräver betydligt mer effekt och energi än exempelvis en mobiltelefon behöver. Därför behöver forskarna hitta andra sätt att generera och använda energi.

– Jag tror att en lösning är att gå tillbaka till de gamla teknikerna, och specifikt pneumatiken. Den energi som är absolut lättast att skörda från kroppen är rörelseenergin, men den har ganska låg överföringseffektivitet till elektrisk energi. Därför försöker vi låta bli att överföra den här mekaniska energin och i stället spara den som tryckluft och driva de mekaniska systemen med den, berättar Klas Hjort.

Beröring utan fysisk närhet

Mycket som är kopplat till praktisk övning och rörelse i dag förutsätter undervisning en mot en. 

– Det är svårt att föra över den typen av kunskap utifrån en video eller genom att läsa instruktioner. Det måste vara någon som rör på dig och visar hur du ska göra för att du verkligen ska förstå hur du ska röra på dig och var du ska känna något, säger Klas Hjort.

Men de konstgjorda muskelfibrerna öppnar alltså för nya undervisningsmetoder – och för ett sinnenas internet, där vi kan vara sociala med varandra över nätet nästan som att vi var nära varandra fysiskt tack vare robottextilier.

– Ett sinnenas internet kan lyfta empatin och den sociala förståelsen, så vi inte ser lika mycket ”vi och dem” utan att vi ser människor som individer och vänner. Rörelse är så fruktansvärt viktigt för detta. Det är väldigt svårt att starta krig med någon som du har kramat, säger Klas Hjort.

Nästa steg för forskarna är att automatisera tillverkningsprocessen. Gruppen vill optimera textilmusklerna och få till en kontinuerlig, storskalig produktion av slangarna.

– När vi har hundratals meter slangar kan vi börja tänka på hur plagget ska passa individer bättre. Vi behöver också titta på tvätt och återvinning av plagget. När man använder sig av olika fibertyper blir det svårare att återvinna plagget och det måste vi titta mer på. Vi har inte gjort några tvättester ännu, men jag har inte upptäckt något som gör slangarna otvättbara, säger Özgun Kilic Afsar.

Här kan du se en video om tekniken:

Det här är Omnifiber

Omnifiber syftar till att härma hur våra egna muskelfibrer fungerar. Det är mikrofluida textilmuskler som bygger på tunna och flexibla slangar som är tillräckligt små för att de ska kunna stickas eller vävas i vanliga stick- och vävmaskiner. 

Slangen är uppbyggd av tre delar. Det är inre gummislang, som det ligger tryckta töjningsgivare på. Utanpå detta ligger ett uppspänt runt och flexibelt nät vars mönster styr hur slangen drar ihop sig eller sträcker ut sig när man fyller den med tryckluft.

Tyget kan programmeras för att ge haptisk feedback, och då till exempel förmedla en rörelse från en kropp till en annan. Då styrs tyget av en liten dator, som kan ta in information från sensorer och styr de mikrofluidala textilmusklerna.

Ania Obminska

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt