Robotlar İş Başında

Önceki yazılarımızda robotların yapımının hızlanmasından ve robotların bize sağlayacağı faydalardan bahsederken, insanların fiziksel olarak yeterliliği bulunmayan alanlarda robotların devreye gireceğini ve bunun araştırmalar için önemli olduğunu söylemiştik.

Uzay araştırmaları için robotlar üzerinde çalışmalar yapan NASA, böylece daha önce hiçbir insanın veya robotun gidemeyeceği yerlere ulaşmayı planlıyor. Bilim adamları doğadan kopyaladıkları yeni tasarımların desteğiyle daha akıllı ve daha etkili robotlar üretiyor.

NASA' ya bağlı Otonomi ve Robot Bilimi isimli bir grup, uzay araştırmalarında kullanılacak robotlar geliştiriyor ve üretiyor. Doksan kişilik mühendisler ve programcılardan oluşan bu grup, en son teknolojiden faydalanarak zamanlarını NASA' nın robot görevleri için çalışarak geçiriyor. En son geliştirdikleri robotlarla ilgi odağı olan grup, teknolojiyi geliştirirken doğadan faydalandıklarını belirtiyorlar.

Çözüm doğada gizli
Doğada teknolojinin aradığı pek çok yanıtın gizli olduğunu düşünen Otonomi ve Robot Bilimi çalışanları ürettikleri robotlarla bunu kanıtlıyorlar. Örneğin Silvano Colombano önderliğinde geliştirilen yaklaşık bir metre uzunluğundaki "Snakebot" (Yılan Robot), gerektiğinde başka hiçbir robotun giremeyeceği deliklere girebiliyor ve pek çok tekerlekli robotun batacağı kumlu alanlarda kayarak ilerleyebiliyor.

Doğadan faydalanılarak üretilen bir başka robot da “akrep robotu”. Sekiz metal ayağa sahip bir çift kaset çalarlı müzik setini andıran bu robot, kayaların üzerinde ilerlemekte hiçbir zorluk yaşamıyor. Ayrıca eşya da taşıyabiliyor… Akrep robot ufak bir paketi taşımak için dört ayağını kullanırken geri kalan ayaklarıyla da ilerleyebiliyor. Robot dengesini ise uzayıp kısalan ayakları yardımıyla koruyor ve bu devrilerek hareketsiz kalmasını engelliyor. Bir ayağı kırıldığında ise bu mucizevi robot topallayarak da olsa yoluna devam ediyor.

Bir diğer konu: Yazılım
Bilim adamları, daha önce Mars'ta görev yapmış Spirit ve Opportunity gibi geleneksel tekerlekli robotlar üzerinde de çalışıyor. Grubun laboratuarında ilk tekerlekli prototiplerden birisi olan K9 bulunuyor. K9 üzerinde ise çeşitli yazılım algoritmaları deneniyor. Bu sayede, şu an dünyadan yönetilmesi gereken görev kontrolleri otomatikleştirilebilecek. Örneğin, deneylerden bir tanesi K9'un bir kayaya yeterince yaklaşarak her açıdan resmini çekmesini ve bir bağlantı aygıtı yerleştirmesini amaçlıyor. Bu her ne kadar basit bir eylem gibi gözükse de hızın görev üzerinde ciddi bir etkisi bulunuyor.

Yapay zekâdan çok “otomatikleştirme” olan bu deneyimler, şüphesiz, hesaba katılmayan koşullar durumunda ne yapılması gerektiğine karar verecek robotlar için bir ön hazırlık niteliği taşıyor. Bilim adamlarının yapay zekâ konusunda uzun vadedeki düşü ise insanların amacını anlayabilen robotlar üretmek. Tabi ki bu elde edilmesi oldukça zor bir şey.

Sonuçta, ister otomatikleştirme ister yapay zekâ densin, her iki kavram da robotlara yüklenecek ve kullanılacak sistemi oluşturuyor. Sadece otomatikleştirme, işe yarayacağa benzemiyor. Sonuçta, robotların elde ettikleri bilgileri değerlendirmeden geçirip sonra kaydetmesi bazen gereksiz kayıtların önüne geçilmesini sağlayabilir.

Kusursuz modeller
Bilim adamlarını doğadaki canlıları taklit etmeye iten şey, kusursuz vücut tasarımlarıdır. "Karlsruhe eli" olarak bilinen robot elini yapan Hans J. Schneebeli bu konuda şunları söyler:

Robot eller üzerinde ne kadar çok çalışırsam insanların sahip oldukları ellere de o kadar çok hayran oluyorum. İnsan elinin yaptığı işin bir kısmına bile ulaşabilmemiz için daha çok zamanın geçmesi gerekir.

Robot bilimi ile uğraşanların en sık karşılaştıkları sorunlardan biri de dengedir. En son teknoloji ürünü donanıma sahip olarak yapılan robotlar bile yürürken dengelerini kaybedebilmektedir. Bebekler, bilirsiniz çok küçük yaşlarda denge kuramazlar. Bu yüzden ellerini uzattıkları hemen her şeyi döker, düşürür ve kırarlar. Ama bu çok uzun sürmez. Üç yaşına kadar bebek, denge kurmayı öğrenir. O yaştaki bir bebeğin çok rahatlıkla yapabildiği "dengeyi yeniden kurma" özelliğinden yoksun olan robotlar bu durumda işlevsiz kalmaktadır. Nitekim, NASA'nın Mars görevi için hazırladığı bir robot, bu sorun yüzünden hiç kullanılamamıştır. Robotik uzmanları bunun üzerine, denge sağlayıcı bir düzenek kurmak yerine “dengesi hiç bozulmayan bir canlıyı, yılanları taklit ederek” soruna çözüm bulmaya çalışmışlardır.

Denge nasıl oluşur?
Tüm bedenimizi her saniye sürekli olarak kontrol eden ve ip üstünde yürüyen bir cambazın ihtiyaç duyduğu hassaslıkta ayarlar yapabilen denge sistemimizin önemli bir parçası, iç kulakta yer alır.

İç kulaktaki bu denge merkezine "labirent" adı verilir. Labirent, her biri yarım daire şeklindeki üç küçük kemikten oluşur. Bu kemiklerin içleri bir tüp gibi boştur. Yarım dairelerin çapları 6,5 milimetre, içlerindeki boşluğun, yani kesitlerinin çapı ise 0,4 milimetre boyutundadır. Her üç yarım daire de çok özel açılarla birbirlerine bağlanırlar. Bu açılar incelendiğinde, her yarım dairenin üç boyutlu geometrinin temeli olan x, y ve z koordinatlarına karşılık geldiği ortaya çıkmıştır.

Labirentte bulunan bu üç yarım dairenin her birinin içinde, özel bir sıvı yer alır. Bu sıvının içinde gezindiği yüzeyde de tüycüklü hücreler vardır. Biz başımızı sağa sola çevirdiğimizde, yürüdüğümüzde ya da herhangi bir hareket yaptığımızda, yarım dairelerin içindeki sıvı hareket eder ve tüycükleri titreştirir. Tüycüklerdeki bu titreşim, salyangozda olduğu gibi tüycüklerin bağlı olduğu hücrelerin iyon dengesini değiştirip elektrik sinyali üretir.

İç kulaktaki labirentte üretilen bu elektrik sinyalleri, labirentten çıkan sinirler aracılığıyla beynimizin arka tarafındaki "beyincik" adlı organa iletilir. Labirentten beyinciğe mesaj taşıyan sinirler incelendiğinde, bunların içinde 20 bin ayrı küçük sinir lifi olduğu saptanmıştır.

Beyincik, iç kulaktaki labirentten gelen bu bilgileri her an yorumlar. Ancak, dengeyi sağlamak için başka bilgilere de ihtiyaç vardır. Bu nedenle beyincik, gözlerden ve vücudun dört bir yanındaki kaslardan da devamlı olarak bilgi alır. Tüm bu bilgileri müthiş bir hızla analiz ederek vücudun yerçekimine göre konumunu hesaplar. Bundan sonra ise, bu hesaplamaya dayanarak, kasların nasıl bir hareket yapması gerektiğini belirler. Ortaya çıkan sonuç, kaslara yine sinirler aracılığıyla emir olarak bildirilir.

Bu olağanüstü işlemler, saniyenin yüzde biri kadar bile sürmeyen bir zaman dilimi içinde gerçekleşir. Biz de, içimizde gerçekleşen bu mucizenin hiç farkında olmadan rahatlıkla yürür, koşar, en zor sporları yaparız. Oysa bu işlerin tek bir anı için vücudumuzda gerçekleştirilen hesaplamaları kağıda döksek, binlerce sayfa formül yazmamız gerekecektir.

Denge sistemi, iç içe geçmiş birçok karmaşık mekanizmanın uyum içinde çalışmasıyla işlev gören kusursuz bir sistemdir. Modern bilim ve teknoloji ise, bu sistemi taklit etmek bir yana, çalışma prensiplerini dahi ayrıntılarıyla çözmeyi başaramamıştır.
Denge zor olunca çözüm başka yerlerde aranıyor.

Solucanların kas yapısı, mekanik sistemlerin öncüsü oluyor.
Solucan derisi son derece etkileyici bir tasarıma sahiptir. Hayvanın silindir biçimindeki vücudunu kaplayan derisi, çapraz sarmallar biçiminde kuşatılmış liflerden oluşur. Vücut duvarındaki kasların kasılması, derideki kısa ve kalın olan liflerin uzun, ince bir şekle girerek hayvanın vücudundaki iç basıncın artmasına, böylece biçim değiştirmesine sebep olur. İşte solucanların hareket etmesini sağlayan mekanizmanın temeli de budur.

Şu an bu benzersiz mekanik sistem, Reading Üniversitesi Biyomimetik Merkezi'nde yeni projelere ilham kaynağı olmaktadır: Söz konusu projelerden birinde çok sayıda silindirik yapı solucandaki gibi yerleştirilmiştir. Bu arada silindirlerin içinin su emebilecek polimer bir jelle doldurulması planlanmıştır. Su kullanarak jelin şişmesi ve kasılması sağlanacaktır. Böylece kimyasal enerji yalnızca gereken yerde mekanik enerjiye dönüşecek ve meydana gelen basınç tamamen güvenli bir şekilde sarmal biçimli bir torbada hapsedilecektir. Jeldeki şişme ve kasılmanın bu şekilde kontrol altına alınmasıyla oluşturulan sistemin yapay bir kas olarak etkili biçimde çalışacağına inanılmaktadır. Bu şekilde dengeyi tüm yüzeye dağıtarak denge sorununa da çözüm sağlanabilir.

18. yüzyılda başlayan makine ve sanayi devrimi devrimi, 19. yüzyılda yerini teknoloji devrimine bırakmıştır. Bundan sonraki gelecek devirlerden birine de robotların devrimi diyecek gibiyiz. Ve galiba o devir geliyor.

Kaynaklar:
www.hurriyetim.com
www.postagazetesi.com

İstanbul - 19.07.2005
http://sufizmveinsan.com