Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat

Evrim: NASA Mühendislerinden Başarılı Tasarımlar Yaratabilen Doğa Yasası

Evrim: NASA Mühendislerinden Başarılı Tasarımlar Yaratabilen Doğa Yasası Wikimedia Commons
5 dakika
3,367
Tüm Reklamları Kapat

Her ne kadar ülkemizde "evrim" ve "evrimsel biyoloji" halen kahvehanelerden çürütülmekte olan bir konu olsa da, tüm Dünya'daki bilim camiasında canlılığın çeşitliliği ve türlerin kökeni ile ilgili kabul gören, istisnasız tek doğa yasasıdır. Evrim Teorisi de, bu yasanın nasıl çalıştığını açıklayan bilimsel bilgiler bütünüdür. Evrimsel biyoloji ise, biyolojik evrim yasasını çalışan sahanın genel ismidir.

Fakat evrimin yasa ve ilkelerinin etki ettiği ve kullanıldığı tek bilim dalı biyoloji değildir. Kimyadan fiziğe, fizyolojiden tıbba ve hatta ekonomiye, mimarlığa ve mühendisliğe kadar her türlü bilim dalında kullanılmaktadır. Çünkü evrim, en basit tanımıyla bir "uyarlama" veya "uygunlaştırma" (optimizasyon) yasasıdır. Biyolojik evrim söz konusu olduğunda, canlıların etraflarına uyumlu hale gelmesinden bahsederiz. Fakat başlı başına bir optimizasyon işi olan mühendislik düşünüldüğünde, evrimin ne kadar kıymetli bilgiler verebileceği ve ne kadar geniş kullanım alanı bulabileceği aşikardır. Ve gerçekten de, mühendislikte gördüğümüz tam olarak budur!

Mühendislik sistemlerinde detayları çok iyi bilinen ve işe yarar düzeye kadar geliştirilmiş sistemlerde, mühendislerin kendi tasarımları yeterince kullanışlıdır. Fakat bilimin en ön cephelerine baktığımızda veya yepyeni bir iş yapmak üzere (mesela hiç bilinmeyen bir gezegeni keşfetmek gibi), bilinmeyenlerle dolu alanlara girmeye başladığımızda, katı kurallara dayalı tasarımlarımız (buna kimi zaman mantıksal tasarım veya geleneksel mühendislik denir) işlevsiz hale gelmeye başlar. Çünkü doğada hiçbir şey son haliyle, olduğu gibi var olmamıştır. Bugünkü hallerine, ufak ve kademeli değişimlerden geçerek gelmişlerdir. Bu değişimler, fiziksel, kimyasal ve biyolojik yasalarla şekillendirilmiştir.

Tüm Reklamları Kapat

Eğer ki bu yasaların tasarımları uzun sürelerde nasıl şekillendirdiğini anlarsak, yani evrimin tam olarak nasıl işlediğini anlayabilirsek, bilmediğimiz alanlarda en uyumlu olan tasarımların yavaş ve kademeli bir süreçten geçerek ortaya çıkmasını sağlayan yazılımlar ve sistemler geliştirebiliriz! Bir diğer deyişle, evrimleşen makinalar ve tasarımlar üretebiliriz. Böylelikle bir mühendisin bilemeyeceği veya öngöremeyeceği koşullar, olası binlerce tasarım arasından en uyumlusunu seçen bir sistem tarafından kolaylıkla alt edilebilir.

Evrimsel Tasarım, Geleneksel Mühendislik Tasarımlarına Karşı!

Evrimsel tasarımların detaylarına burada girmeyeceğiz; ancak sadece 1 örnek vermek istiyoruz: 2004 senesinde düzenlenen bir uzay görevinde NASA, Space Technology 5 (SP5) isimli 3 adet uydu göndermiştir. Bu uydular 25 kilogramdan hafif ve 50 santimetreden ufaktır. Görevleri, Dünya'nın manyetosferinde gezerek, X-bandında taramalar yapmak ve yeryüzüne veri göndermektir (tıpkı bir cep telefonu gibi). Böylece Dünya'nın manyetik alanını daha iyi tanımamızı sağlayacaklardı. Bu görevi yapabilmek için, 2.5 santimetreden ufak olacak şekilde, özel bir anten tasarlanması gerekiyordu. Ancak bir sorun vardı: manyetik etkileşimler, insanların üstesinden gelebileceklerinden çok daha karmaşıktı ve bu nedenle tasarımın tam olarak nasıl yapılması gerektiğine dair hiçbir fikir yoktu. Bu nedenle NASA bir yarışma düzenledi ve birçok uzmandan yardım istedi. Yarışmayı kazanan ekip, uyduları kendileri tasarlamamıştı... Evrimsel biyolojinin temel ilkelerini uyarlayarak hazırladıkları bir yazılım, en uygun tasarımı onlara bulup vermişti!

Burada sürecin tüm detaylarına girmek oldukça zor; fakat kısaca, NASA'nın ekiplerden istediği belli başlı kriterler vardı: az önce değindiğimiz gibi boy ve ağırlık gibi fiziksel parametrelerin yanısıra, yapabilecekleri işlerin de bir listesi bulunuyordu. Yarışmayı kazanan ekip, evrimsel algoritma denen bu yazılım içerisine bu kriterleri girdiler ve programı çalıştırdılar. Program, çok basit bir noktadan başlayıp, "mutasyonlar" kullanarak sürekli yeni varyasyonlar (çeşitlilikler) üretiyordu. Sonrasında bunları simüle ediyor, en uyumlu ve isteğe uygun çalışanları seçiyor, diğer olası tasarımları eliyordu. Bu en iyileri birbiriyle "çiftleştirerek", benzer bir tasarım grubu üretiyor ve bunlara da mutasyonlar ve crossing-over gibi çeşitlilik unsurları katarak, sürekli bu işlemi tekrar ediyordu. Yazılım, uyduda kullanılacak devrenin tellerinin konumlanışı ve birbirlerine bağlantılarını bile hesaba katıyor ve kendisi geliştiriyordu.

Tüm Reklamları Kapat

Sonuç mu? Muhteşemdi. Yazılım sonunda en uygun tasarımı verdiğinde, bu tasarım NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nde üretilerek test edildi. Evrimin yarattığı tasarım, diğer ekiplerdeki mühendislerin kendi tasarımlarına göre hem daha geniş bir yönümlenim (oryantasyon) kapasitesine sahipti, hem bu farklı oryantasyonlarda daha yüksek sinyal güçlendirme becerisine sahipti, hem de daha düşük enerji sarfiyatına sahipti! Dahası, yazılımın bu tasarıma ulaşması 3 ay sürdü. Hatta aslında yazılımın milyonlarca olasılık arasından en iyi tasarıma ulaşması sadece 10 saat sürdü; ancak bu yazılımın inşa edilmesi geri kalan zamanı aldı. Öte yandan, insanlardan oluşan takımlar, kendi daha düşük kapasiteli tasarımlarını 5 ayda tamamlayabilmişlerdi! NASA'da görev alan Jason Lohn'un konuyla ilgili sözlerini şöyle toparlayabiliriz:

Elimizdeki yapay zeka yazılımı milyonlarca potansiyel anten tasarımı arasından, evrimsel süreci kullanarak en iyisini buldu. Bu süreci, Darwin'in 'en güçlü hayatta kalır' ilkesine benzetebiliriz. Burada kullandığımız, 'en iyi tasarımların hayatta kalması, diğerlerinin elenmesi' olarak özetlenebilir. Bilgisayar programına yalnızca performans kriterlerini söyledik. Sonrasında bilgisayar, evrimi simüle ederek en iyi sonuçları elinde tuttu, diğerlerini eledi. Nihayetinde, görevin ihtiyaçlarına tam olarak uyan bir tasarıma ulaştı. Artık bu yazılımı, uzay görevlerinde yön bulmamızı sağlayan jiroskoplar gibi mikroskobik makinalar üretmekte de kullanıyoruz. Bu yazılım, insanın hayal bile edemeyeceği tasarımları icat edebilir. Daha küçük, daha hafif, daha az enerji sarfeden, daha güçlü, daha dayanıklı tasarımlara ulaşmamızı sağlayabilir.

Evrimi Mühendislikte Ne Zaman Kullanmalı?

Elbette, şu anda evlerimizde olan çanak antenler gibi zaten çok iyi tanınan tasarımların evrimsel süreçlerle üretilmesinin bir anlamı yok. Çünkü çok daha basit bir temelde çalışıyorlar ve çalıştıkları koşullar değişken değil. Fakat daha önceden de belirttiğimiz gibi, bilinmeyen, değişken, yeni alanlarda çalışmalar yürüteceksek veya elimizdeki tasarımları nasıl daha ileriye götüreceğimizi bilemiyorsak, evrimsel prensipler bize doğru yolu gösterebilirler. Evrim, olası bütün tasarımların yer aldığı hayali bir evren içerisinde, en uyumlu tasarımları bulmaya yarayan bir süreç olduğu için, mühendislerin bu biyoloji yasasından öğrencekleri çok fazla şey var. Gerçekten de NASA, 2004'ten beridir "Zeki Sistemler Birimi" ve "İleri Kontrol ve Evrimleşebilir Sistemler (ACES) Birimi"nde evrimsel algoritmaları yaygın olarak kullanmakta ve sorunları çözmek için bir araç haline getirmektedir. Örneğin Mars'ı fethetmemizi sağlayan Curiosity (Merak) uzay aracında da, genetik ve evrimsel algoritmalar çalışmakta ve aracın karşılaştığı problemleri çözmesinde görev almaktadır.

Evrim bize sadece geçmişimizi değil, geleceğimizi de verebilecek doğa yasası. Bir an önce onu daha iyi tanıyıp, anlamaya başlamamız gerekiyor.

Görsel: Evrimsel algoritmalarla tasarlanan nanouyduların bir fotoğrafı.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Kaynak: Bio-Inspired Artificial Intelligence, Dario Floreano ve Claudio Mattiussi (2008), sf: 40-42

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
5
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

İçerikle İlgili Sorular
Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Tebrikler! 8
  • Umut Verici! 6
  • Merak Uyandırıcı! 6
  • Bilim Budur! 5
  • Muhteşem! 3
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 2
  • İnanılmaz 1
  • Güldürdü 0
  • Üzücü! 0
  • Grrr... *@$# 0
  • İğrenç! 0
  • Korkutucu! 0
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 14/06/2024 18:47:48 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/3231

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Küresel Salgın
Yas
Argüman
Test
Küçük
Örümcek
Kadın Doğum
Böcek Bilimi
Bakteriler
Nüfus
Karbonhidrat
Bitki
Komplo
Travma
Tıp
Zehir
Sars Mers
Astrofizik
Organizma
Moleküler Biyoloji
Okyanus
Dilbilim
Viral
Büyük Patlama
Filogenetik
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Bugün bilimseverlerle ne paylaşmak istersin?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
Ç. M. Bakırcı. Evrim: NASA Mühendislerinden Başarılı Tasarımlar Yaratabilen Doğa Yasası. (26 Ocak 2015). Alındığı Tarih: 14 Haziran 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/3231
Bakırcı, Ç. M. (2015, January 26). Evrim: NASA Mühendislerinden Başarılı Tasarımlar Yaratabilen Doğa Yasası. Evrim Ağacı. Retrieved June 14, 2024. from https://evrimagaci.org/s/3231
Ç. M. Bakırcı. “Evrim: NASA Mühendislerinden Başarılı Tasarımlar Yaratabilen Doğa Yasası.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, 26 Jan. 2015, https://evrimagaci.org/s/3231.
Bakırcı, Çağrı Mert. “Evrim: NASA Mühendislerinden Başarılı Tasarımlar Yaratabilen Doğa Yasası.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, January 26, 2015. https://evrimagaci.org/s/3231.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close