Haber / İnceleme

Biyo-ilham alanında bir sıçrama

 

Makine mühendisi Sangbae Kim felaketlere ilk müdahale ekibi için kullanılacak hayvanımsı görünümlere sahip makineler yapıyor.

Çok uzak olmayan bir gelecekte,felaket bölgesine ilk müdahale edenler, ateşin içinden sıçrayaran , mayın tarlasında dikkatle yürüyen, sıcak bir kapıyı ayakları üzerinde yükselerek açan ya da yumruklayan dört bacaklı köpeğimsi robotlar olabilir.

Kurtarma robotlarının önümüzdeki 10 yıl içinde uygulamaya konulacağını söyleyen MIT makine mühendisliği bölümünden Sangbae Kim ve onun biyobenzetim robot laboratuarı takım arkadaşları, insan gibi karar verebilen ,çalışma ilkelerini biyomekanikten alan ve nihayetinde bir insan gibi ‘’fiziksel iş’’ yapabilen örneğin;kapıları kırmak,duvarları yıkmak ya da vanaları kapatmak gibi görevleri yapabilecek.

‘’Diyelim ki bir binanın içinde zehirli gaz sızıntısı var ve vanayı içeriden kapatmanız gerekiyor ama içeri bir insan göndermek tehlikeli’’diyor Kim.’’Şimdilik bu işi yapacak bir robot yok.Hayatlarımıza  ilk müdaheleyi yaparak yardım edebilen ve  insandan daha fazla potansiyele sahip  robot yaratmak istiyorum.’’diyor Kim.

Kim bunu yapabilmek için iki ana proje üzerinde çalışıyor.Bunlardan birisi 70 pound ağırlığında dört ayaklı robot olan MIT Cheetah ve  diğeri hareketleri uzaktan insan eliyle kontrol edilen iki bacaklı robot HERMES.

‘’Bazı fiziksel ve dinamik işleri yapabilecek bir robot hayal ediyorum ‘’diyor Kim.’’Herkes üzerinde çalıştığı alan ile örtüşen , kendilerini heyecanlandıracak yararlı çalışma alanları bulmaya çalışıyor.Birçok insan spor yapan birini izlerken heyecanlanır bunun nedeni ani bir şekilde  hareket eden birini izlerken beyninizdeki ayna nöronların  tetiklenmesi  ve sizin de  bunu eş zamanlı hissetmeniz.Ben de robotumun  dengeli ve dinamik bir şekilde görevini yerine getirebildiğini gördüğümde gerçekten heyecanlanırım ve bu duygu beni  araştırmaya  teşvik eden şeydir.’’

 Talim çavuşundan robot bilimcisine dönüşmek

Kim annesinin onu tamirci olarak hatırladığını söylediği Güney Kore’nin Seul şehrinde doğdu.”Her şey bir vida ile başladı ve herşeyi parçalarına ayırırdım” diyor Kim.Annesi her şeyin ilk başta bozulduğunu sonrasında ise tekrar çalışmaya başladığını söylüyor.

Kim makine mühendisliği okumak için Yonsei Universitesi’ne başlamış ve  eğitiminin ikinci yılında diğer erkek öğrenciler gibi Güney Kore ordusuna talim çavuşu olarak 2.5 yıl hizmet etmiştir.

Kim ”nasıl bir asker olunacağı hakkındaki her detayı; pantolon tişört nasıl giyilir, kemer nasıl bağlanır hatta yürürken nasıl yumruk atılır gibi  her türlü detayı öğrettik” diyor.”Gün 5.30’da başlar ve 10.30 civarında herkes uyuyana kadar bitmezdi ve mola yoktu.Talim çavuşları acımasız olmaları ile meşhurdular.Bence bunun bir nedeni de vardı-zaman aralığı dar olan takvimlerini sürdürmek zorunda olmaları.”

Askerlik görevini yerine getirdikten sonra alanıyla ilgili resmi bir programa sahip olmamasına rağmen,robot bilimine yöneldiği Yonsei Universitesi’ne döndü. Öğrencilere belirli görevleri yerine getirmek için  bayrak yakalama gibi robot robata rekabet yarışmalarının olduğu  MIT’nin popüler tasarım ve imalat 2.007 kursunun içeriğine benzer projelere katıldı.’’(Sınıf) benim için gerçekten iyi bir motivasyondu ve benim robot bilimine ,mekaniğe demir atmamı sağladı.’’diyor.

Bir biyo-ilham hayali

Kim ve üç arkadaşı üniversitenin son yılında göreceli olarak ucuz kabul edilebilecek üç boyutlu bir tarayıcı geliştirdiler. Kim, tasarımını daha sonra geliştirecek olan Solutionix adında bir startup firmasıyla  ürünü ticari olarak piyasaya sürdü. Ancak  şirketin fon sağlama çabalarının daha  ilk aşamalarında bir şeyin farkına vardı:”Üzerinde çalıştığım şey ortaya çıktığı zaman heyecanımı kaybettim çünkü birşeyleri çözmeyi bitirmiştim.İşin çözme kısmına aşıktım.Startup sürecinden bir yıl sonra, gelişim sürecinin başlangıcında çalışıyor olmam gerektiğini ve ürünlerin olgunlaşma aşamasında olmamam gerektiğini farkettim.” diyor Kim.

Ürünün ilk satışını yaptıktan sonra ülkeden ayrıldı.Makine mühendisliği lisansüstü programına kayıtlı olduğu Standord üniversitesine gitti ve orada ilk özgün tasarım deneyimini tattı.Kim,bunun yaşamını değiştiren bir tecrübe olduğunu söylüyor.Kore’deki muhafazakar kültüre göre daha yaratıcı,çevreye daha fazla saygı gösteren bir kültüre geçişinin ”kültür şoku” olduğunu söylüyor.

Kim, biyomekaniğe ilham veren,robotik makineler tasarlamanın yollarını arayan mühendislik profesörü Mark Cutkosky’nin laboratuarına katıldı.Özellikle ekip dikey yüzeylere tırmanmasına yardımcı olmak için ayaklarında küçük tüyler bulunan  ve kertenkeleyi taklit eden bir tırmanma robotu geliştirmeye çalışıyordu. Kim bu tüylü mekanizmayı robotunda uyarladı ve çalıştığını keşfetti.

‘’Laboratuardayken saat sabahın 02.30’u olmuştu ve halen uyuyamamıştım.Benim icat ettiğim robot,dünyanın ilk tek yönlü yapışkanını kullanarak pencelere kolay bir şekilde tırmandı.Bunu başkalarına da göstermek için çok heyecanlıydım ve o gece herkese bir video yolladım.’’

Arkadaşlarıyla birlikte kertenkele robotu daha ileriye taşımak için bir startup başlattılar ama Kim tekrar laboratuarda olmanın heyecanını özlüyordu.Bir mühlet sonra Harvard Üniversitesi’nde doktora sonrası bir pozisyon için şirketten ayrıldı.Burada tıpkı bir solucan gibi  yüzeye yayılan yumuşak, otonom robot Meshworm’un yapımına yardım etti.Sonrasında Kim daha büyük tasarımları amaçlıyordu.

”Küçük robotlardan uzaklaşıyordum çünkü onlarla gerçek fiziksel işler yapmak oldukça zordu Kim.Sonrasında daha büyük, dört bacaklı,insansı ölçülerde görevleri yerine getirebilen uzun soluklu bir hayali geliştirmeye karar verdim.” diyor Kim.

İlkeleri araştırmak

Kim, 2009’da, MIT’nin Makine Mühendisliği bölümünde yardımcı doçentlik yapmayı kabul etti. Biyomimetik Robotik Laboratuarı’nı kurdu ve özel bir araştırma hedefi belirledi: Dört ayaklı, çitadan ilham alan bir robot tasarlamak ve yapmak.

”Çitayı seçmemizin sebebi tüm kara hayvanları içerisinde en hızlısı olmasıydı. Çitanın özelliklerinin en iyisi olduğunu öğrendik fakat benzer özellikte birçok hayvan da var” diyor Kim.”İlk başta kolay farkedilmeyen bazı farklılıklar var ancak bu farklıkların hiçbiri muhtemelen tasarım ilkelerini öğrenebileceğiniz büyük kadar değil.”

Aslında Kim ,bazı durumlarda belirli hayvan davranışlarını  bir robotta yaratmanın en iyi seçenek olmayabileceğini öğrendi.”Durumumuza iyi bir örnek dört nala koşmadır.Dört nala koşan bir atta çok güzel bir da-da rump ,da-da rump sesi duyarsınız.Biz bunu tekrar yaratmakta saplantılıydık ama dört nala koşmanın robot dünyasında çok az avantajı olduğu ortaya çıktı.”

”Hayvanlar kasların, tendonların ve kemiklerin karmaşık ilişkisi nedeniyle belirli bir hızda belirli yürüyüşleri tercih eder.Ancak Kim’in ortaya koyduğu elektrik motoru ile beslenen robot, emsallerinden çok daha farklı hareketler sergilemektedir.Örneğin, yüksek güçlü motorlara sahip bir robot, saatte 14 mil kadar sabit bir hızda koşmayı başardı ve bu hayvanların doğada yapabileceğinden çok daha hızlıydı.”

”Biz ihtiyacımız olan ana prensiblerin ne olduğunu anlamak ve sormak zorundayız:Bu biyolojik sisteme ait bir sınırlama mıdır yoksa bunu bir mühendislik alanında gerçekleştirebilir miyiz?” diyor Kim.

“Hayvanlar ve makineler arasındaki farkları ortaya çıkaran yararlı ilkeleri bulmak için karmaşık bir süreç mevcut.Bazen hayvanların özellikleri üzerine takılıp kalmak robot bilimindeki sürecinizi engelleyebilir.”

‘’Gizli bir reçete’’

Kim robot yapımının yanısıra ,beş yıl boyunca  ders verdiği 2.007 sınıfı da dahil olmak üzere MIT’de birkaç sınıfa dersi veriyor.‘’O benim hala öğrencilerin ödev-sınav modunun dışına çıktığı,kendilerini çamura atma(işin özüne dahil olma ) ve kendi projelerini oluşturma fırsatı buldukları favori sınıfım ‘’diyor .

Günümüzde öğrencilere  üç boyutlu yazıcılarla ve legolarla daha yapıcı eğitimler veriliyor.Kim’in 2.007 sınıfı da buna dahil.Kim ayrıca hayvanların hareketlerinden ve biyomekanikten ilhamla bir robot tasarlamak için Biyo-ilham robotiği adında bir sınıfa da eğitim veriyor. 2013 ‘de kendi oluşturduğu bu sınıf,  40 öğrencinin bulunduğu 4 gruptan oluşmakta. Geçtiğimiz yıl, öğrencilerin kendi  tasarımları olan fırlatma makinesini, yörünge optimizasyonu yapan tekme makinesini ve koşu bandında zıplayan bir kanguruya benzeyen bir makineyi Lobby 7’de sergilediler. Son 10 yıldır Kim, laboratuar faliyetlerinden ve derslerinden arta kalan zamanlarda, insana özgü başka bir hareket olan tenis savuruşu üzerine çalışıyor.

‘’İnsan hareketlerinin birçoğu esrarengiz hareketlerdir. Kasların kendilerine has bir işleyişleri vardır. Eğer bu özellikleri yeterince iyi bilmiyorsanız, hareketleriniz esnasında yaralanabilirsiniz. Ben hem kasların gizemini çözmeye çalışıyorum hem de robotik bir dünyanın”

Röportaj: Jennifer Chu | MIT News Office ,16 Kasım 2016

Çeviri :Abdullah OKYAR, 11 Şubat 2019

Kaynak: http://news.mit.edu/2016/faculty-profile-sangbae-kim-1216


Bu makaleyi 7 dakikada okuyabilirsiniz.