Konferans metni

ÇÖL TANKI AKREP

Çölde yaşayan kum akrepleri, küçük hayvanlar içinde en tehlikeli olanlardandır. Bu akrep türünün gözleri hemen hemen hiç görmez. Buna rağmen geceleri avlarının yerini büyük bir ustalıkla belirleyebilirler.

Bu durum, akrebin sekiz ayağında da bulunan yarık biçimindeki mükemmel algılayıcılarla ilgilidir.

Akrebin yakınlarında bir yere bir kelebeğin konduğunu düşünelim. Yere konan kelebek yerde iki tip titreşim dalgası oluşturur. Birincisi saniyede 150 metre hızla ilerleyen hacim dalgalarıdır. İkincisi ise yüzeye paralel olarak saniyede 50 metre hızla yayılan "Rayleigh" denilen dalgalardır. Ava olan mesafe, bu iki dalganın akrebe ulaşma süreleri arasındaki fark tespit edilerek belirlenir. Bilim ve Teknik Dergisi, "Akrebin Silahı: Fizik", TÜBİTAK, Eylül 200, sf.16

Avın ne kadar uzakta olduğunu bilmek elbette tam bir tesbit anlamına gelmez. Bu nedenle hedefin hangi yönde olduğunun bilinmesi de şarttır.

Akrebin bacakları yaklaşık 5 cm. çaplı bir daire üzerinde yere basar. Dolayısıyla avın yaydığı Rayleigh dalgasının akrebin ava en yakın bacağına ulaşmasıyla, en uzaktaki algılayıcıya varması arasında 5 milisaniye (saniyenin iki yüzde biri) kadar bir fark olur. Algılayıcılardan biri, Rayleigh dalgasını belirlediğinde, sinir hücreleri akrebin sinir sistemi merkezine bir sinyal yollar. Bu uyarıcı sinyal, karşı taraftaki üç ayaktan gecikmiş olarak gelen dalgaları algılayan sinire de ulaştırılır. Ancak bu üç bacaktan gelen sinyaller bastırılarak sinir sistemi merkezine anında ulaştırılmaz.

Böylece her defasında erken gelen sinyale kaynak oluşturan ayak ile diğer taraftaki üç ayağın konumu değerlendirmeye alınır. Bu konumsal değerlendirmeyle dalganın kaynağının yönü belirlenir.

Eğer uyarıcı sinyal ile baskılanan sinyallerin ayaktaki algılayıcılara ulaşması arasındaki fark saniyenin beş yüzde biri kadarsa, sinir sistemi merkezi her iki sinyali de gecikmesiz olarak aynı anda algılar. Bu ise akrep için, harekete geçme ve "saldırı için mükemmel tasarlanmış silahlarını kullan" anlamına gelir.

Ayaklardan gelen sinyalleri işlemden geçiren 8 sinir hücresi adeta bir komite gibi toplanıp, her defasında avın yönünü ortak bir kararla belirlemektedir. http://itb.biologie.hu-berlin.de/~kempter/Publications/2000/PhysRevLett/abstract.html
---Piyasaya yeni çıkan bir tasarım, ilk başta doğal olarak görünüşü ile ilgi çeker. Müşterilerinin beğenisini kazanır. Genelde bir malın satışındaki ilk faktör şekil, renk gibi öğeleri içeren dış görünüşüdür, daha sonraki faktör ise fonksiyonudur.

İlk başta incelediğimiz üzere bir ürünün tasarımı için, ilk adımdan üretim aşamasına kadar oldukça zahmetli bir süreç gerekir. Sadece insan becerisiyle yapıldığını sandığımız birçok şeyin tasarımı ise, gerçekte doğada mevcuttur. Büyük bir bilgi birikimi ve insanların yıllar süren araştırmaları sonucu ortaya çıkan yapılar veya teknolojik ürünler, doğada zaten milyonlarca yıldır bulunmaktadır.

Bunun farkında olan tasarımcılar, mimarlar ve bilim adamları canlıların yaratılış özelliklerini kendilerine örnek alarak, yeni modeller üretme yoluna gitmişlerdir.
--- Son yıllarda doğayı gözlemleyip canlıların üstün teknolojik yapılarını inceleyen ve taklit etmek amacıyla doğmuş biyomimetik alanında birçok kitap yazıldı. Bu kavramı ilk ortaya atan araştırmacı Janine Benyus oldu.
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 örneklerden bazıları şunlardır:

Arı kuşlarının 10 gramdan daha az bir yakıtla Meksika Körfezi'ni geçebilmeleri,

Yusufçukların en iyi helikopterlerden bile daha iyi manevra yapabilmeleri,

Termit kulelerinde bulunan iklimlendirme ve havalandırma sistemlerinin, donanım ve enerji sarfiyatı bakımından insanların yaptıklarından çok daha üstün olmaları,

Yarasanın çok-frekanslı ileticisinin, insanların yaptığı radarlardan daha verimli ve duyarlı çalışması,

Arıların, kaplumbağaların ve kuşların haritaları olmadan uzun mesafeli yolculuklar yapabilmeleri,

Balinaların ve penguenlerin oksijen tüpü kullanmadan dalmaları,

DNA sarmalının bilgi depolama kapasitesi,

Yaprakların fotosentez işlemi ile, yılda 300 milyar ton şeker üretimi yaparak dünyanın en büyük kimyasal işlemini gerçekleştirmesi...
--- Peki biyomimetik adlı alanın ortaya çıkma nedeni nedir? Bugün dünya ekosistemi tehlike altındadır. Dünyayı kirleten gazlar,denizlere ve akarsulara bırakılan zehirli atıklar, fosil enerji yakıtlarının yüksek ısı açığa çıkararak ve yüksek oksijen tüketerek dünyayı kirletmesi..Dünyamızda kullanılan endüstriyel teknolojilerin çok gürültülü,yüksek enerji,oksijen ve su tüketen yapıda olmaları..

Doğadaki tasarımlar en az malzeme ve enerji ile en fazla verimi alırlar

Kendi kendilerini onarma özellikleri

Geri dönüşümlü ve doğa dostu olmaları

Sessiz çalışmaları , estetik, dayanıklı ve uzun ömürlü olmaları

–Ara başlık

--- DNA molekülünde tam bir milyon ansiklopedi sayfasını dolduracak miktarda bilgi bulunur. Dikkat edin; tam 1.000.000 ansiklopedi sayfası…Yani, her bir hücrenin çekirdeğinde, insan vücudunun işlevlerini kontrol etmeye yarayan bir milyon sayfalık bir ansiklopedinin içerebileceği miktarda bilgi kodlanmıştır. Bir kıyaslama yapmak istersek, dünyanın en büyük ansiklopedilerinden birisi olan 23 ciltlik "Encyclopedia Britannica"nın bile toplam 25 bin sayfası vardır. Dev bir ansiklopedi olan DNA’da yaklaşık 3.1 milyar hatasız kod bulunur.

Los Angeles, ABD’deki Güney California Üniversitesi’nden Led Adleman’ın yaptığı hesaplamalara göre, sadece 1 gram DNA molekülü, 1 trilyon CD’ye (compact disc) eş değerde bilgiyi saklayabilmektedir.1 trilyon cd=200 trilyon kitap demektir. John Whitfield, “Physicists plunder life's tool chest”, 24 Nisan 2003, http://www.nature.com/nsu/030421/030421-6.html

--- Muhteşem bir nanoteknolojik ambalaj sistemiyle sıkıştırılmış olan 1 metrelik şerit mm nin milyonda 1 i kadar bir alanı kaplar. Büyüterek orantıladığımızda 1650 km lik bir halatın toplu iğne kadar bir yere sığdırılması gibidir. Son yıllarda IBM firması, DNA’yı model alarak çok daha küçük alanda daha çok veri depolayabilecek yeni bir bilgisayar teknolojisi geliştirmeye başladı. Bu teknoloji saniyede 330 trilyon işlem gerçekleştirebilen ve en hızlı PC'den 100 bin kat daha hızlı olan bir bilgisayar : DNA Bilgisayarı

Bir yıl önce Rehovot'da, Weizmann Bilim Araştırma Enstitüsünde İsrailli bilim adamları, mikroskobik silikonlar yerine enzimlerden oluşan programlanabilir moleküler bir bilgisayar üretmişlerdi. Bu sistemi geliştiren ekip, geçen zaman içinde bir adım daha ileri gitti. Tek bir DNA molekülü ile bir bilgisayarı çalıştırmayı başardılar.

Yeni geliştirilen mikroskobik bilgisayarda DNA molekülü, hem işlem yapıyor hem de gerekli enerjiyi üretiyor. Bilgisayarın veri giriş çıkış terminalleri ile yazılım ve donanımı tamamen, canlı organizmalardaki kodlanmış bilgiyi depolayan DNA moleküllerinden yapılıyor. Aynı zamanda DNA bilgisayarının enerji kullanımının da çok düşük olduğu belirtiliyor.

Guinness Rekorlar Kitabı bu bilgisayarı "Dünyanın en küçük biyolojik işlem cihazı" olarak tanımlıyor.

Çıplak gözle, DNA bilgisayarı bir test tübündeki su şeklinde görülüyor, ortada mekanik bir aygıt görünmüyor. Bir trilyon biyomoleküler aygıt tek bir su damlasına sığabiliyor. Bilim adamları sonuçları bir bilgisayar ekranında görmek yerine, DNA molekülünün uzunluğunu görmeye izin verecek bir tekniğin kullanılmasıyla analiz ediyorlar.

http://www.cnn.com/2003/TECH/ptech/08/18/biological.computing.ap/index.html