Cybathlon Olimpiyatları: Sayborgların Yükselişi!

Buyur sayın okur, otur şöyle. Seninle Cybathlon hakkında konuşmamız gerekiyor. Ve soru işaretli gözlerinden anlayabildiğim üzere, dünyada henüz ilki gerçekleşmiş bu Bionic Olimpiyatlarının önemi, bizde pek algılanamamış. İşte bu yüzden, seni beş dakikalığına ülke gündeminden uzaklaştırıp Cybathlon ile ilgili en taze bilgileri vereceğim. Zira bahsedeceğim etkinlik, arka planda işleyen teknolojileri henüz duymamış ve fiziksel engeli bulunan pek çok insan için şöbiyet lezzetinde haberler getiriyor. Bu yüzden, ‘Gezi görünümlü geyik bloğu’ sıfatımdan sıyrılıp bilim ve teknolojinin insan hayatı için ne kadar anlamlı işlerle uğraştığını, olayın içinden gelen bir doktora öğrencisi olarak kendi gözlemlerimle aktarıyorum.

Nedir bu Cybathlon?

Cybathlon, ETH Zürih Üniversitesi tarafından düzenlenen ve fiziksel engeli bulunan atletlerin bionic robot teknolojisini kullanarak çeşitli engelleri aşmaya çalıştıkları, altı yarış disiplini barındıran bir Olimpiyat; kısaca Biyonik Olimpiyatları. Teknolojinin insan yaşamı kalitesine olan katkısını gösterebilme amacıyla 8 Ekim 2016 tarihinde, 25 ülkeden 73 atlet ve 400 teknik elemanın katılımıyla, 5000 seyirci kapasiteli bir arenada gerçekleştirildi.

Biyonik, sayın okur; mühendislik problemlerini çözmek ve teknolojik tasarımlar oluşturmak için doğadaki biyolojik sistemleri inceleyip onlardan faydalanma yöntemidir. Doğanın teknoloji için örnek alınmasıdır.

– Peki, aslanı kaplanı, börtüsü böceği bizim gerçek hayatta ne işimize yarayacak?

Hayret bir şey sayın okur. Doğa, biyoloji deyince aklımıza bir tek yılandan kaçan iguana mı geliyor? Ama haklısınız da bi’ yandan; üniversite sınavına hazırlıkta defalarca ‘beyinciği çıkarılmış kuş nasıl hareket eder?’ sorusuna maruz kalmaktan biyolojiye soğuduk. Hava sürtünmesini ihmal ede ede çözdüğümüz fizik sorularıyla Salvador Dali tablosuna girmemiz gerekirken üniversiteye girince ambale olduk. O yüzden doğaya, bilime tutunabildiğimiz tek dal da belgeseller oldu. Ama üzülmeyin, birazdan her şey açıklığa kavuşacak ve dünya bir dakikalığına güze.. şaka şaka. Buyurun, devam ediyoruz.

Bahsi geçen bu Cybathlon Bionic Olimpiyatları, önceden duymuş olabileceğiniz Paralimpik Olimpiyatlarından biraz farklılık gösteriyor. Aslına bakarsanız, fiziksel engeli bulunan katılımcı atletler iki olimpiyat türünde de yarışabiliyorlar. Hatta öyle ki, bazıları bu yıl Rio’dan çıkıp Zürih’e geldiler. Paralimpik’teki atletler, motorize olmayan (elektrik ve şarja ihtiyaç duymayan), destekleyici yapay uzuvlar kullanarak bir spor dalında başarılı olmaya çalışırlar. Cybathlon’daki amaç ise bu atletlerin günlük hayatlarında karşılaşabilecekleri zorlukları robotik cihazlar ve protezler ile aşmasıdır. Dolayısıyla, daha günlük sorunları hedef alan; atletlerinkisi kadar teknolojiyi geliştiren teknik ekibin de teknoloji performansını ölçen bir organizasyon oluyor. Bu teknolojileri de altı disipline ayırıp takımları birbirleriyle yarıştırıyor. Gelin bu muhteşem teknolojileri teker teker inceleyelim.

1. Brain-Computer Interface (BCI) (Beyin-bilgisayar Arayüzü) Yarışı

Kabul; henüz Mel Gibson amcamızın ‘Kadınlar Ne İster’ filmindeki gibi detaylı bir akıl okuması yapamasak da BCI teknolojisiyle beyin sinyallerini ölçmek epeydir mümkün. Bildiğiniz üzere beynimiz, vücudun gerçekleştireceği hareketler için sinir sistemimiz aracılığıyla komutlar verir. El kol hareketi yaparken, ağız dolusu birilerine söverken, metrobüslerdeki boşluğu yakalamak için fıtı fıtı sağ sol yaparken falan beynimiz ciyuv oraya ciyuv buraya sinyaller gönderir ki istediğimiz hareket gerçekleşsin.

BCI’ı geliştirenler de, “Yahu onca sinyal akıyor, neyin nerden nereye gittiğini bilmiyoruz.” serzenişiyle bu sinyallerin beyindeki kaynağını keşfediyorlar. Sinyalleri saptamak için kafanın üstüne – en basit ifadeyle – ‘sensör dolu bir bere’ gibi takılan ve elektroensefalografi (EEG) yönteminin kullanıldığı cihazlar geliştirmekteler. Hatta algılanan sinyallerin üzerine eklenen mühendislikle robotların hareket kontrolüne çoktandır başlanmıştı bile. Ama böylesine bir teknoloji, olimpiyatlarda ilk defa deneneceğinden işler sağlama alındı ve BCI’ın kapasitesi sanal bir oyunda denendi. Boyundan altı felçli atletler, kendileri için tasarlanan bu ‘bere’ ile bir PC oyunu içinde beyin komutlarıyla hareket ettirdikleri sanal oyuncuları yarıştırdılar.

2. Functional Electrical Stimulation (FES) (İşlevsel Elektrikli Uyarım) Bisikleti

Fitnısta her dambıl seansı sonrası aynalarda kendimize bakmaya doyamamamıza sebep olan protein demetlerini bildiniz mi? Evet, kaslar. İşte bunların alayı bir araya gelip belli bir düzenle kasılınca hareket etmemizi sağlıyor. Diyelim ki bir sebepten kaslarımız üzerinde olan kontrolümüz kayboldu. İşte bu esnada FES; felçli bireyin kaslarının tekrar kasılabilmesini sağlayan, şokella yemiş çocuk dinamikliğinde bir teknoloji sunuyor bizlere. Bunu nasıl mı yapıyor? Şöyle ki; anneannelerimiz örgü örerken ellerindeki tığ ve ipliğe rastgele girişmiyorlar dimi? Belli bi şablona göre neredeyse ritmik desen ve el hareketleriyle işliyorlar bu danteli. FES tekniği de elektrik akımını belli seviyede, belli ritimlerle, belli kas demetlerine verip uzvun hareketini sağlıyor.

Burada, şu önemli husustan da bahsetmekte fayda var. Toplumda maalesef, belirli bir uzvu üzerinde kontrolü olmayan insanlar için bu uzuvlarını komple yitirdiklerine dair yanlış bir algı var. Mesela belden altı felçli bir birey, sadece sinir sistemindeki bir hasardan dolayı alt bölgesindeki iskelet yapısı üzerindeki kontrolünü kaybetmiş olabilir. Ancak kaslar ve kemikler, vücut tarafından kan damarlarıyla beslendiği için yaşamlarını sürdürmektedir. Bu yüzden, FES tekniğinde olduğu gibi, cilde yerleştirilen elektrotlar ile kas demetlerine akımlar gönderip bu uzuvlar tekrar etkinleştirilebilirler.

Bu temel bilgiyle yola çıkan Cybathlon organizatörleri de FES teknolojisinin performansını bisiklet kategorisinde denedi. Tüm vücudu veya belden altı felçli olan atletler yapay olarak uyarılan bacak kaslarıyla pedal çevirdiler ve arena pistinde, dayanıklılıklarına göre kasa uygulanan akım güçlerini de kendileri ayarlayarak birbirleriyle yarıştılar.

3. Powered Exoskeleton (Mekanik Dış İskelet)

Exoskeleton, anne sütünden sonra insanlığa en faydalı şey olmaya aday adayı olabilir. Bakın abartmıyorum. Sadece felçli bireyler için değil, sağlıklı bireyler için de harika bir teknoloji. Tanım itibariyle exoskeleton, giyen kişinin hareket kabiliyetlerini artırmak için tasarlanmış motorize dış iskelettir. Engelli bireylerde yitirilen hareket kabiliyeti ve dengeyi yeniden sağlar. Sakatlık durumlarında ve yaş ilerlemesine bağlı eklem sorunlarında fizyoterapide kullanılır. Sağlıklı bireylerin ise yük taşıma potansiyelini artırabilir. Daha n’apsın lan, kirli bulaşıkları da mı yıkasın? Gerçi orduda, fabrikalarda kullanılmaya çoktan başlandı bile.

Tekerlekli sandalyeye bağlı felçli bireyler de, günlük yaşamlarında yapmak isteyebilecekleri temel faaliyetleri, exoskeleton yardımıyla yeniden yapabilme kabiliyetine erişebilirler. Tamam, belki bir Alex değil ama on yirmi yıl sonra bi Iron Man olacağız böyle gidersek.

Exoskeletonları bu kadar övdüysem de Cybathlon organizatörleri bana güvenmeyip geliştirilen teknolojiyi bir de kendileri görmek istediler. Sadece belden altı felçli pilotların yarışabileceği bu disiplinde atletler, tipik günlük görevlerden oluşan bir engel serisini (oturma kalkma, yürüme ve merpen inip çıkma vb.) kendilerinin ve exoskeletonun performansı ile geçmeye çalıştılar.

4. Powered Wheelchair (Motorize Tekerlekli Sandalye)

Cybathlon’da mühendislere bir freestyle kategorisi ayrılsaydı o da bu olurdu. Böceklerin hareket yöntemini taklit eden tekerlekli sandalyelerden tank misali paletle ilerleyenlerine, Segway mantığında hacıyatmaz gibi çalışanlarından göz hareketi ile kontrol edilenine, yaratıcılığın origamiye ulaştığı bir disiplin oldu adeta.

Hepsine hayran kaldığımız bu tasarımların ise amacı tekti: O engel aşılacak. Zira günlük işlerini tekerlekli sandalye ile idame ettirmek durumunda olanlarımız bu abuk sabuk engellerden yeterince çekmekte. Yok kaldırımı, yok merpeni derken belediyelere ve tabii arabasını davar gibi sağa sola bırakıp geçişi daraltan duyarsız vatandaşlara tekme tokat dalası geliyor insanın. Hele ülkemizde öyle bir kazı çalışması aşkı sürüp gidiyor ki sağlıklı insan bile komandoya evrilmekte. Cybathlon’da da işte bordo bereli haline getirilmiş teknolojik tekerlekli sandalyeler, felçli bireylerin bu engelleri aşması için yarıştırıldı.

5. Powered Arm & Leg Prosthesis (Motorize Kol ve Bacak Protezi)

Cyborg’luğa giden ulvi yolda ilk adımı motorize kol ve diz protezleriyle atıyoruz sanırım. Yıllardır mekanik ve ergonomik tasarım güncellemeleriyle kısıtlanmış protez teknolojisi, robotik ve biyonikle beraber takılmaya başlayınca bizlere ufak çaplı bir rönesans yaşattı adeta. Bildiğimiz protezlerden farklı olarak enerji ile çalışan bu yeni cihazlar, işi bir boyut daha öteye götürüp bizi Arnıld Şıvayngezer (yazamadı) olmaya doğru adım adım ilerletiyor.

Örneğin, motorize kol protezlerindeki yeni kontrol sistemleri, yapılması planlanan hareketi, uzvun sağlıklı kısmında bulunan kas ve sinirlerinden gelen sinyaller aracılığıyla algılayıp bunu parmak hareketlerine dönüştürebilmekte. Hatta felç durumu yoksa dokunma hissiyatının bile kişiye iletilebilmesi mümkün olmakta. Daha n’olsun?

Teknolojik diz ve bacak protezleri ise, basılacak zemine göre yerden gelen tepki kuvvetini sönümlemede ve eğime göre yapay eklemlerin açısını ayarlayıp tökezlemeyi engellemekte epey ilerlediler. Bazı üst modellerle ağır egzersizler yapıp doğa koşularına çıkmak bile imkân dâhilinde. Resmen aklımı çıldıracağım!

Gördüğün üzere sayın okur; ülkemizde ve dünyada olup biten saçma sapan zilyon tane olayın yanında kedi videolarına ek olarak insanlığın yüzünü güldüren böyle gelişmeler de var. Tabii gönül isterdi ki; ortopedik engelli sayısı neredeyse bir milyonu bulan ülkemizde bu tür tekniklere akademi dışında da yatırım yapılsa ve vatandaşımız erişebileceği teknolojiden haberdar olsa. Zira Meksika’dan Tayland’a, Peru’dan İzlanda’ya kadar pek çok takımın arasında bir Türk ekibinin ve televizyon kanalının olmaması hafif burukluk yaşattı ne yalan diyeyim. Ama akşamına O Ses Türkiye seyrettim, sıkıntım hemen geçti.

Neyse sayın okur, artık bana ayırdığın sürenin sonuna geleyim. Eğer bu teknolojiler hakkında daha fazla bilgi almak, ekiplerin geliştirdiği ürünleri tanımak istersen elimden geldiğince yardımcı olmaya çalışacağım. Araştırma konum da bunlara paralellik gösterdiğinden yeni sorular beni de daha fazlasını öğrenmeye itekliyor. Hem bakarsın ilgilenen birileri çıkar, engelli bir arkadaşımıza aracı oluruz; ne mutlu bize, değil mi?

***

Editör Notu: Kardeş oluşumlarımızdan birisi olan, Türkiye'nin en eğlenceli gezi sayfası Orda Saat Kaç, aynı zamanda benim ODTÜ Makina Mühendisliği'nden meslektaşım, harika bir insan ve son derece yaratıcı bir kaleme sahip olan Ekin Başalp. Kendisi şu anda ETH Zürih Üniversitesi'nde İnsan-Robot Etkileşimi ve motor öğrenme konusunda doktora yapıyor. Katıldığı bir etkinlik onu gelecek konusunda ciddi anlamda heyecanlandırmış ve bu son derece eğlenceli yazıyı Evrim Ağacı için kaleme almak istedi; biz de seve seve kabul ettik. Çalışmalarını takip etmenizi önemle tavsiye ederim, hem Dünya'yı öğrenirken, hem de Ekin'in son derece orijinal bakış açısından bir tutam bir şeyler kapabilirsiniz.

İletişim Adresi: [email protected] & [email protected]