"Enter"a basıp içeriğe geçin

Harika Uçuş Makinaları

Okuma Süresi: 7 dakika

İlk uçağın tasarlandığı dönemde yaşadığınızı hayal edin. Günümüze kıyasla her ne kadar ilkel bir teknoloji olarak düşünülse de, bu ilkel aracı uçurmak için ilk uçağın kokpitinde Wright kardeşler bulunuyor olacaklar. Kanatlar ve motor ise, dönemin teknolojisi düşünüldüğünde, bütün bir uçuş makinesinin belkide en zorlu bölümünü oluşturuyor olacaklar. İlk uçağın uçuş denemesi sırasında görmekte olduğunuz şey, kişi başı “1,5 kg lık sinir sistemine” sahip iki insan ve birkaç yüz kilogramlık bir nesne ile uçuş denemesi yapacak olmasıdır. Peki sineklerde durum nasıl gerçekleşiyor, birlikte öğrenelim.

Wright kardeşlerin 17 Aralık 1903'te Kuzey Karolina'da Orville'in kontrolünde havalanan ilk uçağı aerodinamik ses teorisine bağlı kalınarak yapılmıştı. Bu uçak iki pervaneliydi. Pilotla birlikte ağırlığı 335 kg'dı

Wright kardeşlerin 17 Aralık 1903’te Kuzey Karolina’da Orville’in kontrolünde havalanan ilk uçağı aerodinamik ses teorisine bağlı kalınarak yapılmıştı. Bu uçak iki pervaneliydi. Pilotla birlikte ağırlığı 335 kg’dı

Aslına bakacak olursanız yazımızın devamında paylaştığımız detayları okuduğunuzda bırakın Wright kardeşlerin inşa ettiği ilk uçağı, günümüz modern savaş helikopterleriyle bile sineği kıyaslamak oldukça uçarı bir çaba olacaktır. 

Sineklerin nasıl havada kaldıkları, manevra kararlarını nasıl aldıkları ve bu kararları nasıl uyguladıkları yıllardır bilim insanlarının odağında bir araştırma konusudur.

Bombus Arısı

Hatta bilim dünyasında bir dönem popüler olan “bombus arıları aslında uçamaz” deyimi bilimsel argüman olarak defalarca ele alınmış olmasına karşın, yeterli kanat açıklığı ve ağırlık nedeniyle bu uçuşun mümkün olamaması gerektiği savunulmuştur.
Bkz: https://rationalwiki.org/wiki/Bumblebee_argument 

Böceklerin uçuşunun arkasındaki mekanizmayı çözmeye çalışan bilim insanlarının karşılaştığı ana problem başlarda böcek kanatlarının bir şekilde uçak kanatları gibi çalıştığının zannedilmesiydi. Ama biraz detaylı incelemeler yapıldığında gerçeklerin böyle olmadığı bir süre sonra anlaşıldı.

Bu harika uçuşu mümkün kılan dinamiklerin anlaşılabilmesi için, böcek ile benzer yapısal boyutlarda ölçeklendirilmiş modeller inşa edildi.

Böceklere göre devasa boyutlarda olan havuzlar inşa edildi. Bu havuzlarda su yerine madeni yağ kullanıldı. Bu model ortamında robot böcekler kanat çırparak, uçuşu mümkün kılan aerodinamik kuvvetlerin ölçülmesi sağlandı.

Sonuçta şu bulundu: Böcekler kanatlarını çırpışları sırasında, kanalarının önünde, daha önce bilim adamlarının varlığından emin olamadığı, hava girdabı benzeri bir yapı oluşuyordu.

“Kanat önü Girdabı” denilen bu küçük hortum benzeri yapı sayesinde kanatlar, böceği havada tutmaya yetecek kuvveti oluşturabiliyordu.

Her ne kadar harika bir tasarıma sahip olsalar da bilim insanları için asıl etkileyici olan şey kanatların enteresan bir dış görünüşe sahip olmasından ziyade, sineğin bu kanatları mükemmele yakın bir beceriyle kontrol edebilmeleriydi.

Peki uçuşu mümkün kılan, kanatların bağlı olduğu motorlar nasıl çalışıyordu. Eğer bu anlaşılırsa, sinir sisteminin nasıl bir yöntemle bu motorları çalıştırdığı anlaşılabilecekti.

Güçlü Uçuş Kasları

Güçlü motor kaslar hareketi başlatan yada durduran ana güç motorlarıydılar, ancak bu gücün yönlendirilmesi gerekiyordu. Bu görev ise “direksiyon kasları” tarafından gerçekleştiriliyordu.

kanatları birer menteşe gibi tutan, güç kaslarının yada ana motorların hareketlendirdiği kanatların yönünü değiştirmeye yarayan “Direksiyon Kasları” – Sağda

Bilim insanları, sonuçta uçuş için gerekli kasların ve dolayısıyla kanatların sinir sistemince kumanda ediliyor olduğunu düşündüler. Bu onları Sineklerin sinir sisteminin işleyişini araştırmaya yöneltti.

İnsan gözünün kırpma süresi 0,3 ile 0,4 saniye arasındadır. yani bir saniyenin yarısından daha kısa bir sürede gözümüzü kırparız. Bir sinek ise biz gözümüzü kırpmamızdan çok daha kısa bir sürede şunları yapar:

  • Saldırganın varlığını tespit eder
  • saldırganın pozisyonunu değerlendirir
  • Ayaklarının biçimini saldırının geliş yönüne göre düzenler
  • Geri (sırt üstü) yöne doğru uçuş manevrası yapar
Saniyede 7000 kare yakalayabilen kızıl ötesi kamera ile sineğin kaçış manevrası.

Şimdi sinekteki uçuş için kullandıkları sensörlere göz atalım:

Ev sinekleri yaklaşık 6000 adet petek göze sahiptir.

Bilinen 5 ayrı sensör aracılığı ile sinir sistemi gerekli manevraları hesaplar ve kanatları yönlendirir. Bu sensörler sırasıyla: 

  • Gözler: gezegende bilinen en hızlı görüntü işleme birimi olduğu düşünülmektedir.
  • Ocelli: tam olarak işlevi bilinmemekle birlikte “yukarıyı” tespit etmeye yarayan bir organ olduğu düşünülmektedir.
  • Kanat Sensörleri: Kanatlar üzerindeki yıpranmayı algılayan sensörlerdir. Hatta bu sensörler aracılığı ile sineklerin kanatlarıyla tad alabildikleri de düşünülmektedir.
  • Halteres: Aslında bu organ jiroskop olarak çalışmaktadır. Bu cihazlar saniyede 200 defa ileri yada geri yönde hareket ediyor. Bu organ sayesinde sinek vücut rotasyonunu hesaplayabiliyor ve keskin-çok hızlı manevraları gerçekleştirebiliyor.
Meyve sineklerindeki “halteres” organı
  • Anten: Kokuyu ve rüzgarın yönünü algılayabiliyorlar. 
Soldan Sağa: Göz, Ocelli organı (üst yönü tespite yarar), kanat sensörleri, Halteres organı (ufuk çizgisine göre konumu hesaplar), anten.

Tüm bu bilgilerle birlikte meyve sineklerinde yaklaşık 100 bin nöron bulunur. 100 milyar nöron sahibi insanla kıyaslandığında sahip oldukları harika uçuk yetenekleri bilim insanlarını hayretler içinde bırakmaktadır. Ancak aslında uçuş için en doğru ve en gerekli organ ve sinir ağı aslında bu canlının bedeninde bir arada toplanmıştır. 


Şimdi sizi biraz düşünmeye ve bir kaç “acaba” ile başlayan cümleyi kurgulamaya davet ediyoruz.

Dünyanın en büyük teknoloji firmalarından birinde endüstriyel tasarım mühendisi olduğunuzu ve aralarında yazılım, kimya, fizik, matematik ve makine mühendisleri, tıp doktorları ve doğa bilimcisi kişilerin olduğu bir gruba liderlik ederek sizden bir robot tasarlamanız istense ne düşünürdünüz?

Hatta bu iş için size yüklü bir bütçe verilmiş olsa (milyarlarca dolarlık bir bütçeden bahsediyoruz) Belkide kendinize sorduğunuz ilk soru: “Acaba başarabilecek miyim?” yada “”Nereden başlamalıyım?” olurdu. İşte kendi kendimize cevabını aradığımız bu soruları bazı bilim insanlarına göre “doğa ana” tarafından sorulduğu ve hatta bu soruların cevaplarının da mükemmele yakın bir kesinlikte yine “doğa ana” tarafından verildiği iddia edilir.  

Robotunuzun tasarımına başlamadan önce muhtemelen doğadaki “çalışan” örneklerine bir göz atacaksınız.

Aslında yukarıdaki senaryoya göre sizden bir robot yapmanız istenmektedir. Bu robot yapılış amacı doğrultusunda belli koşul yada durumlar gerçekleştiğinde kendi kendine karar alması ve aldığı kararı da (neredeyse) hatasız bir şekilde uygulamalıdır.

Belkide ilk işiniz, tasarımcı olarak, tepeden tırnağa robotunuzu gerçekleştireceği görevleri düşünerek fonksiyonel özelliklerde parçaları tasarlamaya başlarsınız. Tasarıma, robotunuzun yürümesi için ayaklar, denge için jiroskop, önünü görebilmesi için yüksek çözünürlüklü kameralar, hava kalitesini ve hatta duman yada toksik kokuları algılayabilen sensörler ilave etmeniz gerekecek. Hatta diğer robotlarla iletişime geçmesi için bir takım kablosuz iletişim cihazlarını da robotunuza entegre etmeniz gerekecektir. Unutmadan enerji konusu çok önemli, çünkü enerji hücrelerinin hem kalitesi hemde kapasitesi robotunuzun operasyonel durumu açısından en hayati değişkenlerden biri. Tabi arka planda çalışan mühendis arkadaşlarınızın da işlerini denetlemelisiniz. Tüm sistemlerin ve fonksiyonel parçaların bir uyum içinde ortaya çıkmasından emin olmanız gerekir.

Patronunuzun yaptığınız işi çok beğendiğini ve çıtayı biraz yükselttiğini düşünelim. Sipariş edilen robota uçabilme yeteneği eklenmesi ve boyutlarının da santimetre hatta milimetre boyutlarında olması istensin.

Doğru yönü bilmek ve bu yöne doğru hareket etmek bir bilinç ve karar verebilme yeteneği gerektirir.
Sineklerdeki bu üstün yön ve manevra kabiliyetinin kökeninde tesadüfi temel alan dogmatik inançlar yer alamaz.

Biraz derin düşünen herkes, sineği ve sineğin sahip olduğu tüm alt sistemler kendi kendine yada rastlantıyı temel alan hatalar sonucunda değil, (Bkz: Evrim teorisine getirilen eleştiriler) bilakis bu sistemleri hayranlıkla inceleyen bilim insanlarının tümünün aklından çok (hatta kıyas kabul etmeyecek derecede çok) üstün bir Aklın var etmesiyle yani yaratmasıyla ortaya çıkabileceğini kavrayabilir. 

Bunca teknolojik altyapı ve uzman kadrosuyla çalışan, (üstelik iyi eğitim almış) bir birey olmanıza rağmen, tüm bu detayları sadece planlamakta bile zorlandığınızı hayal etmek güç değil. Yukarıda hayali kurulan robotların biyolojik eşlenikleri zaten milyonlarca yıldır doğada yaşam sürmektedirler. Robotlar için “mühendisler yaptı” yada “bilim insanlarınca tasarlandılar” derken doğadaki mükemmel örnekleri için “kozmik bir hata” yada “rastgele meydana gelen mutasyonların ürünü” demek malumunuzdur ki büyük bir akıl hezimeti olacaktır.

İnsan beyni yaklaşık 1,5kg ağırlığındadır ve 100 milyar nörondan oluşurken, sinek beyni 100 bin nöron ve 0,5 X 10^-9 (on üzeri eksi dokuz) kg ağırlığındadır.

Meyve Sineklerine biraz kulak verirseniz aslında vızıltı dışında ayrıca size “biz evrim geçirmedik” BİZ YARATILDIK dediklerini duyabilirsiniz.

İşin aslı konumuz canlının boyutlarıyla yada sahip olduğu nöron hücreleriyle de çok fazla ilgili değil. Size bir tuz tanesinden çok daha küçük neredeyse tek hücreli canlı boyutlarında bir sinek olduğunu söylesek ne düşünürdünüz?

Megaphragma, 7000 nörondan oluşan bir beyne, petek göz sistemine, üreme ve sindirim sistemine ve malumunuz kanat, bacak ve antenlere sahiptir.

Daha önceki bir yazımızda (bkz: Tesadüf Gerçekte Nedir?) çalışan bir makinenin küçüğünü/minyatürünü yapmanın çok daha üstün bir mühendislik gerektirdiğini, bu yüzden teknolojik cihazların küçülebilmesi için mutlaka bilinçli bir müdahale yani tasarımsal iyileştirmeler/düzenlemeler gerekmektedir. Boyutların küçülmesi yada aynı boyutlara daha fazla yeteneğin sığdırılması buna bağlıdır..

Hiç bir zaman 100bin nöron ile çalışan bir biyolojik varlığın sahip olduğu neredeyse tüm yeteneklere sahip olan “Megaphragma” gibi canlıları (mutasyonlar ve doğal seçilim gibi) kör tesadüfi süreçler meydana gelemezler. Bkz: Büyülü ifade: “Doğal Seleksyon Yoluyla Evrim”

Güzel bir tasarıma baktığımızda nasıl ki bu tasarımın tasarlayıcısını merak ediyorsak aslında sağlıklı bir bilinç sahibi her birey de doğadaki üstün tasarımı gördüğümüzde de aynı (doğal) merak duygusuyla hareket etmeli ve sormalı: Bu tasarımın sahibi kim?

Güzel bir tabloyu yada heykeli incelerken nasıl ki sanat eserinin karşısına geçip o sanat eserini alkışlamıyor yada o sanat eserini tebrik etmiyorsak canlıları ve bu canlıların sahip oldukları yetenekleri gördüğümüzde de o tebrik ve övgüyü canlıya gösteremeyiz. Doğadaki bu üstün yaratılışı gördüğümüzde bizlerde beklendiği gibi canlılığın var edicisi (yaratıcısı olan) o Büyük Aklı yani Allah’ı hatırlıyor, sevgimizi ve teşekkürümüzü O’na sunuyoruz.

Sonuç olarak günümüz bilim insanları, canlılardaki bu “hayret verici” kompleks özellikleri incelenerek yeni teknolojiler geliştiriyorlar. Hatta bunun literatürde bir adı bile var: “Biomimetik”. Dolayısıyla anlaşılıyor ki, canlıların sahip oldukları yetenekler ve kompleks organlar incelendikçe onları yoktan var eden Yaratıcıyı, yani Üstün Aklı daha iyi görüyor ve tanıyoruz. 

Biyoloji, fizik, kimya, matematik, paleontoloji tüm bunlar bilimdir ama “tesadüfen oldu” diyen “evrim teorisi” bilim değildir. 
KesinBilgi.net – 💻🔭🔬


Kaynaklar:

User Review
5 (2 votes)

Tek Yorum

  1. AhmetY
    AhmetY 21 Şubat 2019

    Harika bilgiler.. Teşekkürler kesinbilgi..

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir