Evrende gördüğümüz birçok şeye hep özeniriz. Kimi zaman uçan kuşlara bakıp “keşke ben de böyle özgür olsam, uçsam gitsem” dediğiniz veya “keşke bizim de kertenkele ya da deniz yıldızı gibi elimiz kolumuz kesildiğinde yeniden çıksa” dediğiniz elbet olmuştur. Bilim insanları bunları düşünmekle kalmayıp bunları gerçeğe dönüştürmeyi amaçlamışlardır. Doğadan ve canlılardan ilham alınarak yapılan birçok projeler bir bilim dalı adı altında toplanıyor. Bu bilim dalına Biyomimetik adı verilir.

Biyomimetik bilimi hayatımızı kolaylaştıracak teknolojileri doğanın ve canlıların işleyişinden ilham alarak bizlere sunar.

Kuş Misali…

Biyomimetik

Kuşlara özenmek demiştik, haydi biraz kuşlardan alınan ilham örneklerine göz atalım. Tarihte birçok uçma girişimi görmek mümkün. M.Ö. 400’lü yıllarda Yunanlıların geliştirdiği 200 metre kadar uçmuş olduğu düşünülen aletten tutun da Abbas İbn Firnas, Leonardo da Vinci, Sir George Cayley, Wright Kardeşler’e kadar niceleri uçuş girişiminde bulundu.

Bunların dışında uçmak deyince eminim hepinizin aklına gelen bir diğer isim de Hazerfan Ahmet Çelebi’dir. Hazerfan Ahmet Çelebi kuş kanatlarını kendine ilham alarak yapay kanatlar yapıp kendini Galata’dan aşağı bırakmıştır. Üsküdar’a kadar süzülüp yere indiği varsayılır. Fakat Da Vinci ile uçma girişimlerinin bir adım daha ileri taşındığı düşünülüyor. Çünkü bulgulara göre Da Vinci tasarladığı makineyi kuşların anatomik yapısını göz önüne alarak oluşturdu. Da Vinci’nin girişimini biyomimetik alanının temeli olarak alabiliriz. Ayrıca ilk başarılı insanlı uçuşu gerçekleştiren Wright Kardeşler de, bir güvercinin anatomisini inceleyerek kendi aletlerini tasarladılar.

Nasıl Ortaya Çıktı?

Biyomimetiğin bir bilim dalı olarak tanınması aslında çok uzaklara dayanmıyor. İsviçreli Mühendis, 1940’larda George de Mestral köpeği ile birlikte yürüyüşe çıktığında bir bitki köpeğine ve kendi pantolonuna yapışıyor. Bu bitki kıyafetlerden ve köpeğin üzerinden zor bir şekilde ayrılıyor. Bunu fark eden George’nin aklına bir fikir geliyor ve Dulavrat Otundan aldığı ilham ile birlikte Bugün giyim endüstrisinde çokça kullanılan yerel dilde cırt cırtlı ban dediğimiz, Velcro Bandı ortaya çıkıyor. Bu bant günümüzde giyim endüstrisinde bir çok alanda kullanılmaktadır.

Biyomimetik

Biomimicry adlı kitabın yazarı Janine M. Benyus ise, doğada gördüğü mükemmellikler üzerinde düşünerek, doğadaki modellerin taklit edilmesi gerektiğine inanmıştır.

Onu böyle bir yaklaşımı savunmaya yönelten bazı örnekler:

  • Arıların, kaplumbağaların ve kuşların haritaları olmadan uzun mesafeli uçuşlar yapabilmeleri,
  • Işık saçan alglerin vücut fenerlerini aydınlatmak için çeşitli kimyasalları bir araya getirmeleri,
  • DNA sarmalının bilgi depolama kapasitesi,
  • Termit kulelerinde bulunan iklimlendirme ve havalandırma sistemlerinin, donanım ve enerji sarfiyatı bakımından insanların yaptıklarından çok daha üstün olmaları vb.

Tabi bu iham alma 1940’lardan önce de kullanılıyordu, sadece adı biyomimetik diye geçmiyordu. Örneğin 19.yüzyılda doğanın taklidi sadece estetik açıdan uygulama sahasına sahipti. Dönemin ressam ve mimarları doğadaki güzelliklerden etkilenmiş, yaptıkları eserlerde bu yapıların dış görünüşlerini örnek almışlardı. Ama doğadaki tasarımların olağanüstülüğünün ve bunların taklidinin insanlar için fayda sağlayacağının anlaşılması, ancak doğal mekanizmaların moleküler seviyede incelenmesiyle başlamıştır. Çünkü doğadaki kusursuz düzen, detaya inildikçe daha da şaşırtıcı bir boyut kazanmaktadır.

Bazı Biyomimetik Düşünceler

Düz Duvara Tırmanan Robot

Biyomimetik

Böyle bir robot, yangınlarda depremlerde ya da arama kurtarma çalışmalarında çok işe yarar. Olması için en gerekli şey yüzeye karşı rahatça yapışkanlık ve tutunma özelliği kazanabilmektir. Peki doğanın burada nasıl bir katkısı olabilir? Tabi ki de bunu Geko kertenkelesine bakarak çözmek mümkün.

Geko’nun ayaklarında bulunan yapı sayesinde rahatlıkla yüzeylere tutunma kabiliyeti sağlanır. Geko’nun ayağında milyonlarca spatül olduğu bilinmektedir. Spatüller, “van der Waals” ismi verilen zayıf kuvvetler ile Geko’nun tırmandığı yüzey arasındaki tutunmayı sağlarlar. Bu kuvvet gerçekten çok zayıf bir kuvvettir fakat bu kuvveti milyonlar ile çarptığınız zaman Geko’nun ağırlığını taşıyacak, ona hız ve manevra kabiliyeti verebilecek büyüklükte olduğu anlaşılır.

Mühendisler Geko’nun ayaklarındaki yapıyı taklit etmeyi başarmış ve şu anda bazıları hala araştırma halinde olan yararlı uygulamalar üzerinde çalışmaktadır. Örneğin, Kaliforniya’da Stanford üniversitesinde, koşan-tırmanan-uçan robotlar üzerine çalışmaları olan Mark Katkosky ve öğrencileri gerçekten de duvara tırmanabilen ve Geko’ya benzeyen Stickybot III isminde bir robot tasarlamışlardır. Hatta, 70 kg ağırlığındaki bir insanın dışarısı cam olan bir binaya tırmanabileceği bir aparat dahi geliştirmişlerdir.

Yusufçuktan Helikopterlere

Biyomimetik

Bir yusufçuğu ilk gördüğümüzde helikoptere ne kadar da benzediğini fark etmemek pek olası değil. Biz ona yerel dilde helikopter böceği desek de o helikopterlerden önce de vardı. Uçuş stili ve denge sistemiyle helikopter firmaları yusufçuğu tasarımlarına adapte etmişlerdir.

Antibakteriyel Yüzeyler

Derilerinde bakteri bulundurmayan Galapagos köpekbalıklarından esinlenerek hastanelerde kullanılabilecek antibakteriyel yüzeyler üzerinde yapılan çalışmalar biyomimetiğin çok ilginç örneklerinden biridir. Sharklet isimli firmanın geliştirdiği ürünler hastanelerde en çok dokunulan kapı kolları, merdiven tutanakları, yatak kenarları gibi yüzeylerde kullanılırsa hasta ziyaretine gelen yüz binlerce insanın ve gününün büyük kısmını hastanelerde geçiren doktorların ekstra hastalıklar kapmasını engelleyebilir.

Biyomimetik ve Yapay Zeka

Biyomimetik

Biyomimetik sadece doğa ya da hayvanlardan değil aynı zamanda insan vücudunun işleyişinden de ilham alır. Bunun en güzel örneği ise yapay zekadır. Yapay zekanın temelleri bizim sinir sistemimize dayanır. Beynimiz muazzam bir organdır. Diğer organlara nazaran daha karmaşık bir yapıda ve hala tamamen anlaşılmış değildir.

Yapay zeka geliştirme atılımını ilk olarak 1943 yılında Warren McCulloch and Walter Pitts gerçekleştirdi. İkili bilgisayar sistemlerinde beynimizdekilere benzer sinir hücreleri ve sinir ağlarını kullanmayı önerdi, tabi ki sentetik olanlarını. Başlarda başarılı oldukları söylenemez, fakat sonraki yıllarda bu sistem geliştirilmeye başlandı ve birçok teknolojik ürünün alt yapısını oluşturdu. Şimdilerde ise daha gelişmiş ağ sistemleri ile çalışmalar yürütülüyor.

Beynimizdeki uyarı iletimini sağlayan nöronlar benzeri yapıları kullanarak yapay nöral ağlar oluşturuluyor. Bu etkileşimlerle öğrenme gerçekleşiyor. Ancak bilim insanları hala daha yapay zekanın öğrenmesini ve sinirsel süreçlerini geliştirmek için insanın beynindeki biyolojik süreçleri incelemeye devam ediyor.

Doğa gücünü her zaman her koşulda bize göstermeye devam ediyor, ama maalesef süre gelen doyumsuzluk yüzünden doğa katlediliyor. Bizim için yararlı bir ton şey de doğadan geliyor oysa.. Biyomimetik, bize doğadan öğreneceğimiz ve ilham alacağımız bir çok şeyin olduğunu göstermektedir. Bu yüzden doğaya güzel sahip çıktığımız sürece bizi daha da ileriye taşır.

Sizin aklınıza gelen ve şu olsa güzel olur dediğiniz projeleri yorumlara bekliyoruz. Mutlu Kalın.. 🙂

Kaynak: 1, 2