Doğa Anadan İlham Alınarak Tasarlanan Bu Robotlar Okyanusları Kurtarabilir

Paylaş:
Copied!

Dalgalı kuyrukları ve yumuşak vücutlarıyla balık, hayalet vatoz ve denizanasından ilham alınarak tasarlanan yeni nesil biyobenzetim teknolojili okyanus robotları, deniz ortamlarının korunması için yeni bir umut sunuyor.

Birleşmiş Milletler’in raporlarınagöre, köklü değişiklikler olmazsa tüm deniz canlılarının yarısından fazlası, 2100 yılına kadar yok olma riski ile karşı karşıya kalacak. İnsanlar için en büyük zorluklardan biri de, gezegenin yaşanabilir alanının yüzde 90’ından fazlasını teşkil eden, dünya okyanuslarının muazzam su altı dünyasını takip altına almaktır. Kısa bir süre öncesine kadar, okyanus robotları scuba dalgıçlarından daha iyi değildi. Radyo dalgaları suda iyi ilerlemez, elektrikli motorlar hantal hareketler sağlar ve hareket etmek için jet itişine ve pervanelere ihtiyaç duyan robotlar hem balıkları korkutup kaçırabilir hem de hassas resiflere zarar verebilir.

MIT’de Bilgisayar Bilimi ve Yapay Zeka Laboratuvarı (CSAIL) Direktörü Daniela Rus şunları söylemiştir: “Doğa filmleri dünyasında birçok teknolojik ilerleme oldu ama deniz hayvanlarını rahatsız etmeden, yakından çekmek hâlâ çok zor olabiliyor. Okyanusta deniz hayvanlarıyla birlikte bağımsız bir şekilde yüzmeye yetecek kadar küçük, çevik ve hafif bir robot geliştirmenin mümkün olup olmadığını merak ediyorduk.”

Yapay zeka, yumuşak robotlar ve biyobenzetim tasarımını (biyolojik davranışı taklit eden) bir araya getirerek Rus gibi bilim insanları koruma amaçlı araştırmalar ve biyoçeşitlilik yönetimi için deniz yaşamı ve okyanus yaşam alanlarının takip altına alınması konusunda yeni bir umut sunan, gelecek nesil okyanus robotlarını yaratıyorlar.

Daha Yumuşak Bir Dokunuş

Rus ve CSAIL’in Dağıtılmış Robotik Laboratuvarı’ndaki ekibi, yumuşak robotların gelişimini keşfediyorlar. SoFi adında yumuşak bir robotik balık geliştirdiler ve türünün en gelişmiş modeli olduğunu söylüyorlar. Her türden okyanus robotu, denizin derinliklerine ve insanlar için tehlikeli olan diğer ortamlara gidebiliyor. Rus, bununla birlikte, yumuşak robotların belirli görevlerde sert gövdeli rakiplerinden daha güvenli ve daha etkili olma potansiyeline sahip olduklarını belirtiyor.

Sert gövdeli robotlar sıkışık alanlarda hareket ederken zorlanır, gözlem amacıyla kullanılırken hayvanları korkutup kaçırabilecek, daha az gerçekçi hareketler yapabilir ve hem insanlara hem de doğal ortama zarar verebilirler. SoFi örneğinde, yumuşak robot gerçek balıkların yüzerken hızla yön değiştirmesini sağlayan bükülüp esneme özelliğine sahiptir. Rus, bir MIT bülteninde bu gibi gerçekçi hareketlerin sert gövdeli robotlarda mümkün olmadığını açıklamıştır.

Bunlara ek olarak, geleneksel robotların çarpışmalardan kaçınmak için hassas şekilde programlanmaları gerekirken, yumuşak robotlar çarpışmaların üstesinden kolayca gelebilir ve daha etkili manevralar planlamak için çevreleriyle ilgili bilgileri kullanabilirler.

Rus şu ifadeleri kullanmıştır: “Silikon gibi yumuşak malzemelerden yapılan robotlar, insanlar ve doğal ortamları ile etkileşimde bulunabilme konusunda büyük umut vadediyorlar. Birçok görevde daha güvenli, daha esnek ve daha verimli olabiliyorlar.”

3B yazıcıda yazdırılan parçalarla üretilen SoFi, balık gözü kamerasına sahip ve narin resiflerde balıkları ürkütmeden ya da mercanlara zarar vermeden gezinebilmesini sağlayan, dalgalanabilen bir kuyrukla yüzüyor. SoFi ileri, yukarı ve aşağı gidip yana dönebiliyor, mekanik bir “hava kesesi” sayesinde suda batmadan yüzebiliyor ve 22 metre uzağa gidebilen akustik seslerle iletişim kuruyor.

Rus sözlerini şu şekilde sürdürmüştür: “Wi-Fi ya da Bluetooth gibi yöntemler su altında pek işe yaramadığı için biz de bunların yerine sesi kullanmayı tercih ettik.” Ekibi SoFi’nin karmaşık su altı ortamlarında ilerleyebilmesi için hızını, yönünü ve video kamerasını kontrol etmek amacıyla ultrasonik akustik darbeler kullanan bir Super Nintendo kumanda kolunu modifiye etti.

SoFi’nin yumuşak kıvrımlı kuyruğu, lastik benzeri bir malzeme olan silikon elastomerden yapılmıştır. Su devridaimini yapmak için motordaki bir piston gibi çalışan, kuyruktaki balon benzeri iki bölmeye su pompalayan bir motordan güç alır. Rus şu açıklamayı yapmıştır: “Birçok kez tekrarlanarak bu birbirini izleyen eylemler, gerçek balıkların hareketlerini taklit eden, yan yana bir hareket yaratır. Şu ana kadar, Fiji yakınlarındaki deneme dalışları esnasında, robotun yanında yüzen gerçek balıkların görüldüğü videolardan da anlaşılacağı üzere, SoFi’nin kılık değişikliği işe yarıyor.

Şu anda, Rus ve ekibi pompa sistemini iyileştirerek ve gövde ve kuyruk tasarımında küçük değişiklikler yaparak balığın hızını artırmak da dahil, gelecek nesil SoFi için çeşitli güncellemeler üzerinde çalışıyorlar. Ekip SoFi’nin gerçek balıkları saptayıp takip etmesini sağlayacak yapay zeka özellikli bilgisayar görüşünü kullanması için çalışıyor. Rus şu değerlendirmeyi yapmıştır: “SoFi gelecekte kendi konumunu belirlemek ve bir insan dalgıçtan komutlar almadan bağımsız bir şekilde gezinmek için mercan resiflerinin önceden kaydedilmiş haritalarından yararlanabilecek.

Rus, ek robotların balık sürülerinin davranışını nasıl etkilediklerini görmek için birlikte gezebilen, birden fazla SoFi üretmeyi planlıyor. Deniz yaşamının kameraya alınmasına ek olarak, SoFi grupları su altı yaşam alanlarındaki kirliliği takip etmek için sensör verileri kaydediyor ve su örnekleri alıyorlar. Rus sözlerine şunları ekliyor: “Bu şekilde bir su altı gözlemevi yaratmak için SoFi’yi kullanmak, gizemli okyanus dünyalarını daha iyi anlamamıza yardımcı olabilir.”

Evrimden İlham Alındı

Diğer araştırmacılar kendi ilhamlarını doğanın biyolojik tasarımlarında buluyorlar: Singapur Ulusal Üniversitesi, suda daha yüksek hız ve daha fazla çeviklik sağlayan esnek bir yüzgece sahip bir MantaDroid üretti. Araştırmacılar bunun arama ve kurtarma operasyonları da dahil olmak üzere, okyanus gözetiminde kullanılabileceğini söylüyorlar. İtalya’daki bilim insanları ise kollarıyla kavrayabilen, yürüyebilen, yüzebilen ve okyanusların keşfi ve biyomedikal araştırmalar için kullanılabilen yumuşak bir ahtapot robotu ürettiler.

Florida Atlantic Üniversitesi’ndeki araştırmacılar okyanus akıntılarında yol alabilen ve küçük yerlere sığabilen, vücudu ve dokunaçlarında yumuşak parçaların kullanıldığı, süngerimsi bir robot denizanası ürettiler.

Florida Atlantic Üniversitesi’nde makine mühendisi olan Dr. Erik Engeberg şu değerlendirmeyi yapmıştır: “Bilim insanları biyolojide sıkça karşılaşılan belirli bir tür hareket yeteneğini, hareket düzeneğini ya da sensörü mükemmelleştirmek için milyonlarca yıllık evrime başvuruyorlar.” Ekibinin ürettiği yumuşak robot denizanası, narin mercan resifi ekosistemlerinin sağlık durumunun takip edilmesine yardımcı olmak için geliştirildi.

Engeberg şunları söylemiştir: “Denizanası aslında oldukça verimli bir yüzücüdür. Birim mesafede ilerlemek için çok az miktarda enerjiye ihtiyaç duyar.”

Robot, yüzebilmek için denizanası benzeri dokunaçları şişirmek ve sonrasında, dalgalı çırpma hareketi yapmak için deniz suyunu kullanan pompalarla çalışır. Ayrıca derinliği, basıncı ve sıcaklığı izlemek için kullanılan sensörlere ve sudaki yosun miktarı gibi okyanus sağlık göstergelerini algılayabilen optik sensörlere de sahiptir.

Engeberg, robot denizanasının esasen otonom modda çalıştığını, ama kısa mesafeler için kablosuz iletişim özelliğinin de bulunduğunu ifade etmiştir. Daha fazla hareket menzili için 3B hareketin yanı sıra yükseltilmiş güç ve algılama özellikleri gibi yeni gelişmeler eklenmiştir.

Sözlerine devam eden Engeberg, tıpkı gerçek bir denizanası gibi, yumuşak robotun hızlı bir yüzücü olmadığını ve bu nedenle, daha hızlı seyahat etmek için okyanus akıntılarından yararlandığını da belirtiyor. Ekip ayrıca denizlerin sağlık durumunu takip edebilmesi için gelecek modele yapay zekayı entegre etmek ve daha uzun süre kullanılabilmesi için güç kaynağını geliştirmekle ilgileniyor.

Engeberg sözlerini şu şekilde sürdürüyor: “Şu anda, süngerimsi robot denizanası, sensörleri aracılığıyla sudaki her tür kirletici maddeyi ve atığı algılayabiliyor. Bu, özellikle Miami gibi kentsel alanlara yakın olan resifler için çok önemli.”

Yumuşak robotlar ve bunların doğanın gözlem ve keşfinde kullanılması yeni olmasa da, bu teknolojinin son on yıl içerisinde araştırma topluluğu genelindeki popülerliği katlanarak artmıştır. Engeberg: “Önümüzdeki beş yıl içerisinde, yumuşak robot teknolojisinin tüm dünyada ticarileşerek kendisine pazarda yer edindiğini göreceksiniz.”

Dünyadaki çevre sorunlarını çözmek bunaltıcı gibi görünse de, Engeberg doğayı taklit edebilen yumuşak robotlar ve biyobenzetim tasarımı gibi okyanus teknolojilerinin gerçek ve anlamlı bir değişim yaratabileceği konusunda hâlâ umutlu. “Bence çevreyi iyileştirmek için teknolojiyi kesintisiz olarak kullanabilir ve bu süreci doğru yönetebilirsek hâlâ umut var. İşleri yoluna koyabileceğimiz konusunda iyimserim.”

 

Okumaya devam et
Benzer yazılar okumak ister misiniz?

İlgili Mesajlar

Sanal ve Artırılmış Gerçeklik

Teknolojik gelişmelerin hızı ile iş verimliliği arasında açılan uçurum eşi benzeri görülmemiş bir boyutta. Son 28 yılın gerçekleşmeyen vaatlerine karşın, Sanal Gerçeklik (VR) ve Artırılmış Gerçekliğin (AR) diri … DEVAMINI OKU

DellEMC Turkey October 25th, 2019
Daha fazlasını yüklemek için tıklayın
Tüm yorumlar kontrol edilmektedir. İlgisiz yorumlar veya hizmet talepleri, uygunsuz olarak kabul edilebilecek, tanıtım ve hakaret içeren yorumlar dahil ancak bunlarla sınırlı olmayan hiçbir içerik yayınlanmayacaktır. Lütfen teknik sorularınızı Destek Forumları sayfasına; müşteri hizmetleri ve teknik destek taleplerinizi Dell EMC Destek sayfasına iletin.