Katalog

HAPTİK enüz Türk Dil Kurumu Büyük Türkçe Sözlüğü’nde yer almayan haptik kelimesi, İngilizce haptic teriminin Türkçeleştirilmiş halidir. ‘Dokunma hissi’, ‘fiYrd. Doç. Dr. M. Berke Gür ziksel temas ile ilgiBAU Mühendislik Fakültesi li’ anlamında kullaÖğretim Üyesi nılan eski Yunanca haptikos veya haptesthai kelimelerinden gelmektedir. Optik ile görü, duyma ile akustik arasındaki ilişkinin bir benzeri haptik ile dokunma arasında vardır. İletişim, psikoloji, sinirbilimi gibi pek çok bilimin ilgi alanına giren haptik, bu yazıda mühendislik bakış açısından tanıtılmaktadır. Buna göre haptik, kullanıcının doğrudan temasta olmadığı bir ortamla gerçekleştirdiği dolaylı etkileşimden kaynaklı dokunma hissinin kullanıcıya yansıtılması olarak açıklanabilir. Son yıllarda haptik, özellikle robotik ve sanal gerçeklik uygulamalarında önemli bir yer tutmaya başlamıştır. EL DEĞMEMİŞ GERÇEKLİK H nen kuvvetleri algılayarak uçağın durumu hakkında çıkarımlar yapmaları imkânsız hale gelmiş ve pilotaj zorlaşmıştır. Haptik özellikteki levyelerde, kanatçıklara binen aerodinamik kuvvetler levyeye bağlı elektrik motorları yardımı ile pilota yansıtılmaktadır. 1970’li yıllarda haptik sistemler üzerine yapılan akademik çalışmalar hız kazanmıştır. Bu dönemde haptik özellikli sabit telefonlar ve bilgisayar kumanda kolları için patentleri alınmıştır. Ancak bu sistemler son kullanıcıya yönelik ticari ürünler haline gelememiştir. 2000’li yıllara kadar bilgisayarlar için oyun çubukları ve oyun konsolları haricinde haptik sistemler yaygın kullanım alanı bulamamıştır. 2000’li yılların başından itibaren, haptik donanımların (elektrik motoru, algılayıcı ve elektronik denetleyici) maliyetlerinin önemli oranda düşmesi sonucu bu ürünlerin ticarileşme oranı artmıştır. (Şekil 1) Günümüzde haptik teknoloji, cep telefonlarından ameliyat robotlarına kadar pek çok mühendislik sistemi ile bütünleştirmektedir. Haptik özellikli donanımlar ile kullanıcı gerçek veya sanal ortamlar ile etkileşime girebilir. Bu etkileşim sonucu kullanıcıya yansıtılan haptik algı, haptik döngü olarak adlandırılan bir süreç sonucunda oluşur. (Şekil 2) Şekil: 2 olarak oluşturulmuştur. Bu uygulamada, telerobotikten farklı olarak varsayılan mekanik modele göre etkileşim kuvvetlerinin hesaplanması gerekir. HAPTİK SİSTEMLER GÜNLÜK HAYATIMIZDA YER ALMAYA BAŞLIYOR Algılama mekanizmasına göre haptik algıyı iki ana başlık altında incelemek mümkündür. Uzuvlarımızın pozisyonları, kaslarımızın gerilmesi ve eklemlerimizin hareketlerini hissetmemiz devinduyumsal veya kinestetik algı olarak tanımlanır. Cildimiz ile gerçekleştirdiğimiz temas, kayganlık, sıcaklık gibi algılar ise derisel veya kutanöz olarak adlandırılır. Haptik cihazların dokunma algısını gerçekçi bir şekilde kullanıcıya yansıtabilmesi için hem devinduyumsal hem de derisel temas hissini yansıtabilmesi gerekir. Devinduyumsal hissi tersine çalışan robotik sistemlerle gerçekleştirmek mümkündür. Derisel temas algısını ise kullanıcıya gerçekçi bir şekilde yansıtmak çok daha zordur. Bu sebeple günümüzde kullanılan çoğu haptik cihaz devinduyumsaldır. Derisel temas hissini yaratan haptik sistemlerin sayısı oldukça azdır. Dünya çapında üniversitelerde ve ArGe kurumlarında tasarım olarak basit, düşük maliyetli ve aynı donanım üzerinden hem devinduyumsal hem de derisel algıyı yansıtan haptik sistemlerin geliştirilmesine çalışılmaktadır. Yakın gelecekte haptik özelliğe sahip ticari ürünlerin sayısının önemli ölçüde artması beklenmektedir. Örneğin, bu yıl içerisinde haptik özellikli taşınabilir bilgisayarlar ve akıllı saatler piyasaya sürülecektir. Önümüzdeki yıllarda özellikle tıp (robotik cerrahi, protez, rehabilitasyon sistemleri, tıbbi simülatörler) ve mühendislik (giyilebilir teknoloji, otomotiv, bilgisayar destekli tasarım yazılımları, ev ve kişisel eğlence sistemleri) alanlarında haptik özellikli ürünler çok daha yaygın kullanım görecektir. HAPTİK SİSTEMLERİN TARİHİ İlk haptik sistemler 1950’li yıllarda kullanıma giren jet uçakların levyeleri için geliştirilmiştir. Bu yeni nesil jet uçaklarında manevra yapmak için kullanılan kanatçıklar ile kokpitteki levye arasında doğrudan bir mekanik bağlantı kurmak yerine, kanatçıklar levyeden gelen komutlar doğrultusunda elektrik motorları ile hareket ettirilmeye başlanmıştır. Bunun sonucu olarak, pilotların levyeye biŞekil: 1 Telerobotik uygulamalarında kullanıcı haptik levye ile robotun hareketlerine kumanda eder. Verilen komutlar doğrultusunda robotun ortam ile fiziki temas kurması durumunda, bu temastan kaynaklanan ve robot üzerindeki algılayıcılar ile ölçülen etkileşim kuvvetleri haptik levye vasıtasıyla kullanıcıya yansıtılır. Sanal gerçeklik uygulamalarında ise kullanıcının etkileşime girdiği ortam, haptik levyenin bağlı olduğu bilgisayar üzerinde sanal