Yapay zeka ve robotik, biyoçeşitliliğin "Çirkin" yüzünü ortaya çıkarıyor

Biyoçeşitlilik, dünya üzerindeki yaşamın zenginliğini ifade eder; çevremizde gördüğümüz ve duyduğumuz tüm canlı organizmaları ve onların birbirleriyle karşılaştırıldığında ortaya çıkan farklılıkları kapsar. Bu çeşitlilik, genetik, tür veya ekosistem düzeylerinde ölçülebilir. Ya da günlük hayatta sadece görünüşlerine bakarak bile onlarca farklı tür veya türün farklı görünen bireylerine rastlayabilirsiniz. İnsanlar arasındaki coğrafi farklılıklarla ortaya çıkan ve ırklara atfedilen ten rengi, ses tonu, göz yapısı gibi tüm farklılıklar da yalnızca biyoçeşitliliğin birer parçasıdır. Bu farklılıkları değişik ölçeklerde çalışmak ve ortaya çıkarmak ise dünyayı ve canlı evrimini daha iyi anlamamızı sağlamakla kalmıyor, türlerin korunması gibi kritik meselelere de çözüm bulmamızı sağlıyor.

Geçmişte, biyoçeşitlilik çalışmaları genellikle daha "çekici" türlere odaklanırdı; daha büyük, daha renkli, daha güzel, gündüz aktif olan (çünkü biz geceleri uyuyoruz) canlılar antropojenik yaklaşımlarla öncelikli olarak incelenirdi. Özellikle birkaç santimetrenin altındaki türler çoğu zaman göz ardı edilirdi. Tabi bu türler arasında en büyük grup böcekler, yani “çirkin” olanlar. Ancak, teknoloji çağının getirdiği yenilikler sayesinde bu durum değişiyor. Yapay zeka ve robotik teknolojiler, muhtemelen biyologlar ve birkaç meraklısı dışında herkesin çirkin olarak nitelendirdiği ama önemi büyük türlerin çeşitliliğinin keşfine olanak tanıyor.

Bir biyolog, özellikle de bir böcek bilimci için her böcek heyecan verici ve harika güzellikte bir keşif olabilir. Biyoçeşitlilik açısından bakıldığında ise, böcekler aslında anlaşılması en önemli gruptur çünkü diğer türlere kıyasla böceklerde beklenen ve gözlenen çeşitlilik çok daha fazladır. Dünyadaki mevcut türlerin hepsinin yüzde 50'sinden fazlasını böcekler oluşturur. Yani bilinen en büyük gruptur. Bu nedenle evrimsel açıdan bakıldığında, böcek çeşitliliğini anlamak doğayı ve evrimsel süreçleri anlamamız için kritik öneme sahip.

Our world in data

Bu konuyla ilgili yazma fikri benim de yönetiminde yer aldığım Alman Zooloji Derneği’nin Stuttgart’ta düzenlediği yıllık konferansta davetli konuşmacılardan Prof Dr Rudolf Meiner’i dinlerken geldi. Kendisi uzun yıllardır biyoçeşitlilik üzerine çalışmalar yapıyor ve son yıllarda teknolojiyi biyoçeşitlilik çalışmalarıyla buluşturan çok önemli bir merkezin başındaki isim. Berlin'de bulunan Entegre Biyoçeşitlilik Keşfi Merkezi (Centre for Integrative Biodiversity Discovery), küresel biyolojik çeşitliliğin keşfini ve araştırmasını hızlandırmayı amaçlayan disiplinler arası bir araştırma organizasyonu ve tür çeşitliliğini daha kolay saptamayı sağlayacak çığır açan cihazlar geliştiriyor.

Bir nevi tür keşif fabrikası gibi çalışan bu merkezde, böceklerin çeşitliliğini çalışırken karşılaşılan en büyük zorluklardan biri olan fotoğraflama süreci, yenilikçi teknolojilerle kolaylaştırılmış. Geliştirilen cihazlardan biri, böceğin herhangi bir aparat olmaksızın ses dalgaları sayesinde havada asılı kalmasını (akustik levitasyon) ve bu sırada kameraların her açıdan fotoğraf almasını sağlıyor. Bu tür ayrıntılı ve 3 boyutlu fotoğraflamadan sonra, fotoğrafları "okumayı" öğrenen yapay zeka sayesinde de birbirinden ayrılması zor türlerin bile saptanması mümkün hale geliyor. Şu sıralar Berlin Doğa Tarihi Müzesi'nde bulunan 30 milyon böcek 3D olarak fotoğraflanıyor.

Fotoğraf: UTS Ses Akustiği ve Titreşim Merkezi

Diğer bir robot ise, büyük böcek örneklerinin bilinen türlere ayrılması, yeni türlerin tanımlanması ve bunların dağılım ve ekolojilerinin analiz edilmesi gibi geleneksel olarak uzun zaman alan ve uzun eğitimlerden geçmiş insan gücüne ihtiyaç duyan görevleri üstlenmiş. Tür tarama, "DiversityScanner" adlı bu robot, ham örneklerden böcekleri tek tek ayırıp fotoğraflayıp ölçerek DNA dizilemesi için hazırlayabiliyor.

Wührl, Lorenz, et al. "DiversityScanner: Robotic handling of small invertebrates with machine learning methods." Molecular ecology resources 22.4 (2022): 1626-1638.

Benzer şekilde, genetik çeşitliliği saptamaya yarayan DNA barkodlama sistemi de büyük ölçüde geliştirilmiş. Artık evinizin mutfağında kullanabileceğiniz cihazlar sayesinde yağmur ormanlarından Everest'in tepesine kadar her yerde genetik tespit ve örnekleme yapmak mümkün.

Entegre Biyoçeşitlilik Keşfi Merkezi ve Berlin Doğa Tarihi Müzesi, böcek ve pek çok başka canlı gruplarının çeşitliliği konusunda dünyanın en önde gelen merkezlerinden biri olma yolunda ilerliyor. Bu yerler, sadece bilimsel araştırmalara değil, aynı zamanda toplumun biyoçeşitlilik konusundaki farkındalığını artırmaya da odaklanıyor. Merkez hakkında daha fazla bilgi ve geliştirilmiş teknolojileri görmek için linke göz atabilirsiniz. Ayrıca benim dinlediğim seminerin bir kaydını da asağıya ekledim.