Patent Adı: Giyilebilir Grafen Tekstil Temelli Elektro-Oküler İzleme Ve Nesne Etkileşim Sistemi
FMH Durumu: Tescilli ABD patenti
Teknoloji Alanı: Giyilebilir Teknolojiler / Grafen Tekstiller / Biyosinyal İzleme / İnsan-Makine Etkileşimi
TRL: 6
Grafen kaplı tekstil elektrotları kullanarak biyopotansiyel sinyallerin konforlu, jel gerektirmeyen ve giyilebilir bir yapı üzerinden izlenmesini sağlayan bu teknoloji; geleneksel elektrotların günlük ve uzun süreli kullanımdaki sınırlamalarına alternatif sunarken, göz hareketlerinin dijital komutlara dönüştürülebildiği yeni nesil insan-makine etkileşimi uygulamalarına da olanak sağlamaktadır.
Teknolojiye Genel Bakış
Bu teknoloji, insan vücudundan alınan biyopotansiyel sinyallerin grafen kaplı tekstil elektrotları aracılığıyla izlenmesine yönelik giyilebilir bir algılama platformudur. Temel uygulama, göz hareketlerinden kaynaklanan elektrookülografi (EOG) sinyallerinin alınması ve bu sinyallerin insan-bilgisayar veya insan-makine etkileşimi için kullanılabilir komutlara dönüştürülmesidir.
Sistem, geleneksel ıslak elektrotlarda kullanılan iletken jellere ihtiyaç duymayan kuru tekstil elektrotlarını kullanmaktadır. Grafen kaplı elektrotlar esnek bir kafa bandı veya benzeri tekstil yapısına entegre edilebilir. Böylece biyosinyal algılama elemanları, sert ve ayrı sensörler yerine doğrudan giyilebilir tekstil yüzeylerinin bir parçası haline getirilebilir.
Grafen kaplı iletken tekstiller; naylon, pamuk ve polyester gibi standart kumaşların kaplanmasıyla üretilebilmektedir. Elektrotlardan alınan biyopotansiyel sinyaller filtrelenip yükseltildikten sonra dijital olarak işlenmekte; göz kırpma, bakış yönü ve farklı göz hareketlerine ait karakteristik sinyal desenleri sınıflandırılmaktadır. Bu hareketler daha sonra bilgisayar, elektronik cihaz veya farklı makine sistemlerini kontrol etmek üzere komutlara dönüştürülebilir.
EOG uygulamasında, üç grafen tekstil elektrodu ve tek sinyal kanalı kullanan yapı ile standart AgCl elektrotlara kıyasla %97 düzeyinde sinyal uyumu sağlanmıştır. Elektrot sayısının ve yerleşiminin optimize edilmesi, daha sade ve giyilebilir bir sistem mimarisi oluşturulmasına katkı sağlamaktadır.
Teknolojinin daha geniş hedefi, hastane ve laboratuvar ortamlarında kullanılan geleneksel biyosinyal elektrotlarının fonksiyonlarını tekstil tabanlı giyilebilir yapılara taşımaktır. Mevcut geliştirme çalışmaları EOG başta olmak üzere farklı biyosinyallerin giyilebilir tekstil üzerinden izlenmesine odaklanmakta; EKG, EEG ve EMG gibi uygulamalar da platformun potansiyel kullanım alanları arasında değerlendirilmektedir.
Problem / Pazar İhtiyacı
Geleneksel biyopotansiyel ölçümlerinde yaygın olarak kullanılan Ag/AgCl tipi ıslak elektrotlar, cilt ile elektriksel temas sağlamak için iletken jel gerektirir. Jel zamanla kuruyarak sinyal kalitesini düşürebilir; elektrotların veya jelin yenilenmesi gerekebilir ve uzun süreli kullanımda cilt tahrişi veya kullanıcı konforunun azalması gibi sorunlar ortaya çıkabilir. Bu özellikler geleneksel elektrotların sürekli, günlük ve gözetimsiz biyosinyal takibinde kullanımını sınırlandırmaktadır.
Grafen tekstil elektrotları, biyosinyal algılamayı doğrudan giyilebilir yüzeylere entegre ederek jel gerektirmeyen, esnek ve uzun süreli kullanıma daha uygun bir alternatif sunmaktadır. Bu yaklaşım aynı zamanda sağlık takibi ile giyilebilir elektronik ve insan-makine etkileşimini tek bir teknoloji platformunda birleştirme potansiyeline sahiptir.
Temel Avantajlar
- İletken jel gerektirmeyen kuru grafen tekstil elektrot yapısı
- Elektrotların kumaş ve giyilebilir ürünlere doğrudan entegre edilebilmesi
- Uzun süreli ve günlük biyosinyal takibine uygun giyilebilir form faktörü
- EOG sinyallerinin algılanması ve göz hareketlerinin otomatik sınıflandırılması
- Üç elektrot ve tek sinyal kanalıyla sadeleştirilmiş EOG algılama mimarisi
- Standart AgCl elektrotlarla %97 sinyal uyumu
- Naylon, pamuk ve polyester gibi yaygın tekstil malzemeleriyle uygulanabilen grafen kaplama yaklaşımı
- Biyosinyallerin insan-makine etkileşimi için kontrol komutlarına dönüştürülebilmesi
Uygulama Alanları
- Giyilebilir biyosinyal izleme sistemleri
- Elektrookülografi (EOG) ve göz hareketi takibi
- İnsan-bilgisayar ve insan-makine arayüzleri
- Hands-free cihaz ve bilgisayar kontrolü
- Yardımcı teknolojiler ve erişilebilirlik çözümleri
- Akıllı tekstiller ve elektronik tekstiller
- Uzun süreli fizyolojik sinyal takibi
- EKG, EEG ve EMG gibi farklı biyosinyallere yönelik giyilebilir elektrot platformları
İlgili Sektörler
- Giyilebilir Teknolojiler
- Medikal Teknolojiler
- Dijital Sağlık
- Akıllı Tekstiller
- İnsan-Makine Arayüzleri
- Yardımcı Teknolojiler
- Tüketici Elektroniği
Teknoloji Hazırlık Seviyesi ve Doğrulama
Teknoloji Hazırlık Seviyesi: TRL 6
Grafen tekstil elektrotlarının biyosinyal algılama amacıyla kullanılabildiğini gösteren fonksiyonel prototipler geliştirilmiştir. EOG sinyallerinin giyilebilir kafa bandı üzerinden algılanması ve farklı göz hareketlerinin sınıflandırılması gösterilmiş durumdadır. Daha geniş biyosinyal izleme uygulamalarına yönelik insanlı test ve doğrulama çalışmaları devam eden projeler kapsamında sürdürülmektedir.
Fikri Mülkiyet
ABD Patenti: US10824230B1
Patent Adı: Wearable graphene textile-based electro-ocular monitoring and object interaction system
Rüçhan Tarihi: 19 Temmuz 2019
ABD Başvuru Tarihi: 19 Temmuz 2019
Tescil / Yayın Tarihi: 3 Kasım 2020
Başvuru Sahibi / Hak Sahibi: Sabancı Üniversitesi
Aynı buluşa ilişkin Türkiye patent başvurusu da bulunmaktadır.
Ticarileşme Durumu
Teknoloji endüstriyel doğrulama aşamasındadır ve lisanslamaya açıktır. Teknolojinin ticarileştirilmesine yönelik bir spin-off yapılanması planlanmaktadır.
İş Birliği Olanakları
- Lisanslama
- Bilimsel danışmanlık
- Ortak Ar-Ge ve birlikte geliştirme
- Endüstriyel doğrulama ve pilot uygulamalar
- Yatırım ve ticari ortaklık
Potansiyel iş ortakları arasında giyilebilir teknoloji ve akıllı tekstil üreticileri, medikal cihaz geliştiricileri, dijital sağlık şirketleri, biyosinyal izleme sistemleri geliştiricileri, insan-makine arayüzü çözümleri üreten firmalar ve yeni nesil tekstil tabanlı sensör platformları geliştiren kuruluşlar yer alabilir.
Buluşçular
Buluşçular: Murat Kaya Yapici, Ata Jedari Golparvar
İletişim
Bu teknolojiyle ilgili lisanslama, endüstriyel doğrulama, ortak Ar-Ge, yatırım veya diğer iş birliği olanakları için Sabancı Üniversitesi Teknoloji Transfer Ofisi (SUATT) ile dpe.suatt@sabanciuniv.edu adresi üzerinden iletişime geçebilirsiniz.