2024 Yılı James Dyson Ödülü Uluslararası Kazananları Açıklandı

Bugüne kadar dünya çapında genç mühendis ve bilim insanlarının 400’den fazla icadını desteklemiş olan ve öğrenciler için düzenlenen uluslararası tasarım yarışması James Dyson Ödülü’nün iki uluslararası kazananı bugün açıklandı. Tıp ve sürdürülebilirlik alanlarında küresel öneme sahip problemleri çözüm sunan iki icat, 30.000 Sterlin’lik ödüle layık görüldü. Yarışmaya bu yıl yaklaşık 2.000 başvuru yapıldı.

Uluslararası Medikal Kazananı Athena.

24 yaşındaki tasarımcı Olivia Humphreys (İrlanda) tarafından annesinin kanserle olan acı dolu savaşına tanık olduktan sonra icat edilen Athena, kemoterapi hastaları için saç dökülmesini önlemek amacıyla kafa derisi soğutması kullanan uygun fiyatlı ve taşınabilir bir cihazdır. Mevcut teknolojinin fiyatının yirmide biri kadar olan bu cihaz, hastane dışında da kullanılabiliyor ve hastaların kliniklerde geçirmek zorunda kaldıkları süreyi azaltıyor.

Uluslararası Kazananları Açıklandı Uluslarası Sürdürülebilirlik Kazananı airXeed Radiosonde.

Doktora sonrası araştırmacılar Shane Kyi Hla Win ve Danial Sufiyan Bin Shaiful (Singapur) tarafından icat edilen airXeed, hava tahmini için yeniden kullanılabilir, doğadan ilham alan bir sensördür. Mevcut hava durumu balonlarının aksine, tonlarca plastik ve elektronik atık yaratmadan, uçak çarpışmalarını önlemek ve belirlenen atık toplama bölgelerine inmek için yere akıllıca alçalıyor.

2024 kazananları hakkında yorum yapan James Dyson şunları söyledi: “James Dyson Ödülü’nü yaklaşık 20 yıl önce üniversitedeki öğrencileri problem çözmeye teşvik etmek için başlattık. O günden bu yana binlerce başvuru aldık. Bu kadar çok öğrencinin ciddi küresel problemlere çözüm ürettiğini görmek son derece umut verici. Arkalarına yaslanıp sadece konuşmak yerine, bu konuda bir şeyler yapıyorlar, James Dyson Ödülü de bunu teşvik ediyor. Bu yıl desteklemekten heyecan duyduğumuz iki parlak kazananımız var ve umarım Ödül onlara gelecekteki başarıları için bir sıçrama tahtası olur.”

James Dyson görüntülü bir görüşmeyle Olivia, Shane ve Danial’a heyecan verici haberi vererek sürpriz yaptı. Bu heyecan verici anları YouTube’da izleyebilirsiniz.

Medikal Kazanan – İrlanda’lı Olivia Humprey tarafından tasarlanan Athena.

Sorun

Kemoterapi gören hastaların yaklaşık yüzde 65-99’u kemoterapi kaynaklı saç dökülmesinden etkileniyor. Mevcut saç dökülmesini önleme teknikleri, genellikle hastalar için çok acı verici olabilen kemoterapi öncesinde, sırasında ve sonrasında kafa derisine çok soğuk sıcaklıklar uygulanmasını içeren bir yöntem olan kafa derisi soğutulmasını içeriyor. Kan damarlarını küçülterek ve kafa derisine kan akışını sınırlayarak saç dökülmesini azaltıyor. Kemoterapiden sonra soğutma, saçların daha hızlı ve daha güçlü bir şekilde uzamasına da yardımcı olabiliyor.

Bununla birlikte, kafa derisi soğutma teknolojisinin kullanılabilirliği yüksek maliyetleri nedeniyle sınırlıdır. Bu yılın Medikal Kazananı, Sağlık Bakanlığı’nın bir kafa derisi soğutma makinesi kurmanın toplam maliyetini 216.000 Euro olarak tahmin ettiği İrlanda’da, tedavi ekipmanı çalıştırmak için daha fazla yardım gerektirdiğinden personel için de ek maliyetlere sebebiyet veriyor.

Ekipmanın hastaya uygun şekilde takılmasını sağlamak ve kişinin hastanede kalması gereken sürenin uzaması da karşılaşılan diğer zorluklardır. Daha ucuz, manuel soğutma alternatifleri bulunuyor, ancak bunlar daha az etkili ve uzun süreli sonuçlar sağlamıyor.

Tüm hastanelerde hastalar için kafa derisi soğutma teknolojisi de mevcut değildir. Öyle ki İrlanda’da kafa derisi soğutma imkanı, ülkedeki 86 hastanenin sadece 8’inde mevcuttur.

Çözüm

Ürün tasarımı ve teknolojisi mezunu 24 yaşındaki Olivia Humphreys, 2019 yılında annesine kanser teşhisi konulduğunda kemoterapinin neden olduğu saç dökülmesinin etkisine tanık olduktan sonra bu sorunların üstesinden gelmek için Athena ‘yı icat etti. Tedavi sırasında annesiyle birlikte vakit geçiren Olivia, saç dökülmesini önleme teknolojisini yeniden tasarlamak için ilham buldu.

Athena, kafa derisi soğutma teknolojisi kullanan taşınabilir, termoelektrik bir saç dökülmesini önleme cihazıdır. Cihaz, tedavi kalitesinden ödün vermeden, mevcut hastane modellerine göre daha uygun maliyetli ve zaman tasarrufu sağlıyor.

Mevcut kafa derisi soğutma ürünleri, sürekli fişe takılı güç gerektiren soğutma teknolojisini kullanıyor. Hastanın hastaneye 30 dakika erken gelmesi ve infüzyondan sonra kafa derisi soğutması öncesi ve sonrası için 90 dakika kalması gerekiyor. Yaklaşık 3 kg ağırlığındaki pille çalışan Athena, bir taşıma çantası ve farklı kafa şekillerine uyan bir soğutma başlığından oluşuyor ve insanların kemoterapi infüzyon gününde hastanede daha az zaman geçirmelerini sağlıyor. Peltiers adı verilen düşük maliyetli termoelektrik yarı iletkenleri kullanarak çalışıyor ve bunlar bir su tankını soğutuyor, bu da akıllıca tasarlanmış başlıkla soğuk suyu başın etrafında dolaştırıyor.

Athena ile hastalar kafa derisi soğutma işlemini kendi evlerinin konforu gibi istedikleri yerden başlatabiliyor ve sonlandırabiliyor. Tam güçte 3,5 saat çalışabiliyor ve hastanın soğutma sırasında hastaneye gidip gelmesine ve banyo ziyaretleri gibi infüzyon sırasında hareket etmesine olanak tanıyor. Athena, hastalara bu dönemde az sahip oldukları kontrol hissini geri veriyor. Athena hasta merkezli bir tasarım olduğu için Olivia, hastanelerde bulunan geleneksel, klinik renklerden farklı olarak cihazın malzemeleri için parlak renkler de seçti. Adını güçlü Yunan bilgelik ve savaş stratejisi tanrıçasından alan Athena, Humphreys’e göre, kanser gibi ciddi bir hastalıkla yaşayan ve gerekli tedavileri gören kişilerde sıklıkla görülen bir nitelik olan direncin sembolüdür.

Olivia’ya göre Athena’nın tahmini maliyeti 1.000 Euro civarında olacak ve bu da yaklaşık 20.000 Euro’dan başlayan endüstri makinelerinden önemli ölçüde daha az. Athena, saç dökülmesinin önlenmesini hem hastalar hem de sağlık hizmeti sağlayıcıları için daha erişilebilir ve uygun fiyatlı hale getirme potansiyeline sahip. Olivia’nın ideal senaryosu, Athena’yı bir kiralama veya kredi programı aracılığıyla sunmak için hastaneler ve hayır kurumları ile ortaklık kurmayı içeriyor. Athena’yı bir sonraki seviyeye taşımak için kapsamlı araştırma ve geliştirme çalışmaları yapılması gerekiyor ve James Dyson Ödülü’nün para ödülü, bu çalışmaları başlatacak. Olivia uzun vadede, kafa derisi soğutmanın ötesinde gelecekteki saç dökülmesini önleme yöntemleri için yeni teknolojileri de araştırıyor.

Dyson’ın Kurucusu James Dyson konuyla ilgili olarak şunları söyledi: “Ben kanser olmadım ama ailemde kanser hastaları var ve saç dökülmesi kemoterapi tedavisinin özellikle moral bozucu ve zayıflatıcı bir parçası. Kafa derinizi soğutabilirsiniz, bunu özel tesislerde yapmanız gerekir, ancak bunlar her zaman erişilebilir değildir, maliyetlidir ve çok acı vericidir. Bu yılın Medikal Kazananı Olivia Humphreys, taşınabilir kafa derisi soğutma işlemi için Athena’yı tasarlayarak bu sorunun üstesinden geldi. Seyahat ederken takabilirsiniz, hastaneye gidip gelirken arabada takabilirsiniz, evde kullanabilirsiniz, gerçek bir fark yaratma potansiyeline sahip, herkesin kullanabileceği düşük maliyetli bir alternatif.”

Athena’nın geliştirilmesi hakkında konuşan Olivia Humphreys şunları söyledi: “Peltier (Termoelektrik soğutma) yarı iletkenlerinin yeteneklerini test etmek için çalışan bir prototip yapmaya karar verdim. Bir Peltier bilgisayar soğutma fanı sistemi, bir diyafram pompası, annemin eski valizi ve babamın uçak bataryasını kullanarak, konsepti geliştirmek için değerli geri bildirimler toplamak üzere güçlü bir konsept kanıtı oluşturabildim. Bunu takiben, ürünün formuna odaklandım, karton ve köpük modeller oluşturdum ve en iyi kullanıcı deneyimini sağlamak için işlevsellik yönlerini ve temas noktalarını belirledim. Nihayetinde, SolidWorks 3D CAD modellemesi kullanılarak hazırlanan nihai modelim Athena’ya ulaştım.”

James Dyson Ödülü’nü kazanmasıyla ilgili olarak Olivia: “Athena’yı ortaya çıkarmak için harcadığım sıkı çalışma, hırs ve bağlılıkla inanılmaz derecede gurur duyuyorum. James Dyson Ödülü’ nü kazanmak sadece benim çabalarımı değil, aynı zamanda kanser tedavisi görmüş insanların paylaştığı hikayeleri ve içgörüleri de değerli kılıyor. Annem bu yolculuğa ilham verdi ve projemin bu seviyeye ulaşması inanılmaz derecede duygusal ve ödüllendirici. Ödül, potansiyelimin farkına varmam için beni motive etti ve genç bir tasarımcı olarak benim için heyecan verici fırsatların önünü açtı.” diyor.

Bath Kraliyet Birleşik Hastanesi Danışman Onkoloğu Profesör Mark Beresford şunları söyledi: “Saç dökülmesi kemoterapinin en belirgin ve üzücü yan etkilerinden biridir. Mevcut kafa derisi soğutma teknikleri saç dökülmesi riskini ya da derecesini azaltabiliyor, ancak kemoterapi infüzyonundan önce ve sonra bir süre kemoterapi ünitesinde takılması gerekiyor, bu da hastaları hastanede uzun bir gün geçirmeye zorluyor. Bu yeni mobil versiyon, hastalara daha fazla özgürlük tanıyarak günlerinin bir kısmını geri kazandıracak ve aynı zamanda diğer hastaların tedavi görmesi için kemoterapi koltuğunda değerli bir zaman kazandıracak.”

Sürdürülebilirlik Kazananı – Singapur’dan Shane Kyi Hla Win ve Danial Sufiyan Bin Shaiful tarafından tasarlanan airXeed Radiosonde.

Sorun

Her gün, dünya çapındaki meteoroloji istasyonları, doğru hava tahmini için önemli atmosferik verileri toplayan hava balonları aracılığıyla gökyüzüne cihazlar fırlatıyor. Radyosond adı verilen bu küçük cihazlar hava basıncını, sıcaklığı, nemi, rüzgar hızını ve yönünü ölçerek bu verileri yer istasyonlarına iletiyor ve meteorologların hava durumu modellerini takip etmelerine ve koşulları tahmin etmelerine yardımcı oluyor. Ancak mevcut cihazlar tek kullanımlıktır ve küresel çapta tonlarca plastik ve e-atığa neden oluyor.

Yüksek irtifalara ulaştıktan sonra, cihazı taşıyan balon patlıyor ve sensör hızla alçalıyor, genellikle uzak ve geri getirilmesi maliyetli yerlere düşüyor ve düşerken daha fazla atmosferik veri toplayamıyor.

Dünya çapında 1.300 meteoroloji istasyonu var ve bunların günde en az iki adet tek kullanımlık radyosonda bıraktığı tahmin ediliyor. Dolayısıyla, bir yıl boyunca, 190 milyon dolara mal olan ve 48 ton e-atığa  neden olduğu tahmin edilen yaklaşık bir milyon radyosond salınıyor.

Bu cihazlar, 2023  yılında 2,25 milyar doların üzerinde bir değere sahip olan ve 2032 yılına kadar yaklaşık 5,23 milyar dolara ulaşacağı tahmin edilen, hızla büyüyen hava tahmin endüstrisi için çok önemlidir. Bu büyüme, tarım, enerji, ulaşım ve havacılık gibi sektörlerde hassas hava durumu tahminine yönelik artan talepten kaynaklanıyor. Aşırı hava olayları da daha iyi tahmin sistemlerine olan talebi artırıyor.

Çözüm

Bu yılın uluslararası Sürdürülebilirlik Kazananı, hava tahminlerini daha çevre dostu hale getirmeyi amaçlıyor. AirXeed Radiosonde, piyasadaki tek kullanımlık radyosondların yarattığı e-atık miktarıyla mücadele eden yeniden kullanılabilir bir cihazdır. Ayrıca bu cihazların topladığı atmosferik veri miktarını artırarak tahmin kalitesini yükseltmeyi amaçlıyor.

Singapur Teknoloji ve Tasarım Üniversitesi’nden genç mühendisler Shane Kyi Hla Win ve Danial Sufiyan Bin Shaiful, airXeed Radiosonde’u geliştirmek için doğadan ilham aldılar. Odak noktaları, bir radyosonde’nin inişini ve kullanım ömrünü iyileştirerek yeniden kullanılabilir hale getirmek, e-atıkları azaltmak ve uzak bölgelerdeki kirliliği en aza indirmekti.

Ekip, çözümlerinde akçaağaç tohumlarının otorotasyonunu kullandı. Bir akçaağaç tohumunun asimetrik şekli, yükselme ve sürüklenme yaratarak düşerken bir helikopter gibi dönmesini sağlıyor. Shane ve Danial bu prensibi radiosonde tasarımlarına uygulayarak iniş sırasında spiral çizmesini sağladılar. Bu sadece cihazı yavaşlatarak yere çarptığında hasar görmesini engellemekle kalmıyor, aynı zamanda erişilebilir bir yere inme olasılığını da artırarak geri almayı ve yeniden kullanmayı kolaylaştırıyor. Ekip, bu tasarımı en iyi uçuş performansı için optimize etmek üzere makine öğrenimini kullandı. AirXeed’in kontrollü inişi, geleneksel radyosondlar bunu yapamadığı için daha fazla atmosferik veri toplamasına ve hava istasyonlarına iletmesine olanak tanıyor.

Shane ve Danial’ın cihazı, uçaklarla çarpışmayı ve inişi saptırabilecek çok rüzgarlı koşulları önlemek için, uçak seyir irtifasını geçtiğinde otomatik rotayı durduruyor. Hızını artırmak için bir dalış moduna giriyor. Ekip ayrıca, yeniden kullanım için en yakın toplama bölgesinin yakınına çarpmadan inmek üzere cihazın dengesini ve uçuş yolunu yönetmek için yerleşik bir kontrolör ekledi. Bu kontrolör, rüzgar hızını ve yönünü tahmin etmenin yanı sıra en iyi iniş yerini seçmek için makine öğrenimi ile geliştirildi. Toplama bölgeleri hava durumuna ve yerel yönetimlerin işbirliğine göre belirleniyor. GPS (Küresel Konumlama Sistemi) ve uçuş navigasyonu ile donatılan radyosonde, her bir meteoroloji istasyonundaki birden fazla seçenek arasından en uygun toplama bölgesini seçerek hava durumu ve uçuş yörüngesine bağlı olarak sorunsuz bir dönüş sağlıyor.

Shane ve Danial, hafif kanat ve gövde için balsa ağacı ve köpük kullanarak malzeme seçiminde sürdürülebilirliğe öncelik verdi. Modüler bileşenler, aşınmış parçaların kolayca değiştirilmesine ve geri dönüştürülmesine olanak tanıyarak sektörün ihtiyaçlarını karşılıyor.

James Dyson Ödülü’nü kazandıktan sonra Shane ve Danial, buluşlarını geliştirmek için veri ve geri bildirim toplamak üzere gerçek dünya denemeleri için daha fazla meteoroloji istasyonu ve meteoroloji sensörü üreticisiyle işbirliği yapmayı ve nihayetinde airXeed Radiosonde’u pazara sunmayı planlıyor.

Dyson’ın Kurucusu James Dyson şöyle diyor: “Atmosferik bilgi toplayan hava balonları Dünya’ya geri düşüyor ve elektronik atıklarla çevreyi kirletiyor. Sürdürülebilirlik Kazananlarımız Shane ve Danial, bu cihazları operatörlerin inmelerini istedikleri yere son derece akıllı bir şekilde Dünya’ya geri döndürmenin bir yolunu buldular. AirXeed Radiosonde akçaağaç tohumu prensibini kullanıyor, helikopter gibi nazikçe iniyor ama aynı zamanda uçakların olması muhtemel bölgelere de inebiliyor. Bu yeniden kullanılabilir bir meteoroloji detektörüdür, çevresel atıklardan ve paradan tasarruf sağlıyor. Bence bu çok zekice bir fikir.”

James Dyson Ödülü’nü kazanması üzerine Shane şunları söyledi: “James Dyson Ödülü uluslarası sürdürülebilirlik ödülünü kazanmak bizim için ileriye doğru atılmış büyük bir adım. Tasarımımızın potansiyeli olduğunu gösteriyor ve airXeed Radiosonde’un hava durumu endüstrisini nasıl olumlu yönde geliştirebileceğini sergilemek için bize bir platform sunuyor. Bunu James Dyson’ın kendisinden duymak bunu daha da özel kılıyor. İnovasyon alanında böylesine önemli bir ismin, bizim gibi genç mucitleri teşvik etmek için zaman ayırdığını, sürdürülebilir ve kritik küresel zorlukları ele alan çözümler geliştirdiğini görmek inanılmaz derecede motive edici.”

Ekip için bundan sonra izlenecek yol hakkında Danial ise şunları söyledi: “Ödülün bize sağladığı itibarla, hava durumu sektöründeki uzmanlarla bağlantı kurmayı, ortaklıklar kurmayı ve tasarımımızı daha fazla test etmek ve geliştirmek için finansman sağlamayı umuyoruz. Bu, airXeed Radiosonde’u elektronik atıkları azaltabilecek ve hava durumu izlemeyi daha akıllı ve sürdürülebilir hale getirebilecek tamamen gerçekleştirilmiş bir çözüme dönüştürme yolculuğumuzda büyük bir destek.”

Singapur Meteoroloji Servisi Kapsam Direktörü Choo Huat Aik şunları söyledi: “Radyosonde gözlemleri meteorolojide kritik öneme sahiptir ve atmosfer boyunca sıcaklık, nem, basınç ve rüzgarın ayrıntılı dikey profillerini sağlar. Shane ve Danial gibi genç mucitlerin, geri alma ve yeniden kullanma potansiyeli sunan yeniliklerle radyosondların çevresel sürdürülebilirliğine ilgi duyduğunu görmekten mutluluk duyuyor ve onları meteoroloji endüstrisini destekleyebilecek pratik çözümler geliştirmek amacıyla inovasyon yapmaya devam etmeleri için teşvik ediyoruz.”