Sibernetik Nedir ve Nasıl Çalışır?

Sibernetik, organize edilen sistemlerin dinamik özelliklerine odaklanan organizasyon bilimi olarak adlandırılabilir. Hem canlı hem de cansız amaçlı sistemlerin incelenmesi ve nasıl yönetildikleri, sibernetik olarak bilinir. Sibernetik, karmaşık sistemlerdeki kapalı sinyal döngülerinin döngüsel nedenselliğindeki geri bildirim mekanizmalarının işlevine odaklanmaktadır.

Bu kapalı sistemlerde kendi kendine oluşan faaliyetler, sistemin çevresinde değişikliklere yol açar; bunun sonucunda da sistemin kendisinde değişiklikler meydana gelir. Hem eylem hem de sonuçları sistem içerisinde meydana gelir. Bir sistemdeki bilgi akışı ve sistemin bu bilgiyi kendi kendini yönetmek için nasıl kullandığı sibernetiğin özel ilgi alanına girmektedir.

Sibernetiğin Tanımı

Sibernetik; canlı ve cansız sistemlerdeki, makinelerdeki ve canlılardaki kontrol süreçlerini inceleyen, geri bildirim döngüleri yoluyla gerçekleştirilen kendi kendini düzenlemeye odaklanan disiplinler arası bir bilim dalıdır.

Norbert Wiener 1948 yılında yayınladığı aynı adlı kitabında sibernetiği hayvanlarda ve makinelerde kontrol ve iletişimin incelenmesi olarak tanımlamıştır. Sibernetik ismi Yunanca "kybernts" (dümenci, vali, pilot veya dümen, yönetim ile aynı kökten gelir) kelimesinden türetilmiştir.

Sibernetik, robotik ve biyoloji temelli makineler; film endüstrisi sayesinde oldukça popüler hale gelmiştir. Hem yapay hem de doğal sistemlere sahip organizmalar olan cyborglar (yarı robotlar) buna örnek olarak gösterilebilir. Bu tür bir organizma; sensörler, yapay zekâ ve geri bildirim kontrol sistemleri kullanarak kendi kendini düzenleyebilen bir insan-makine olarak düşünülebilir. Ayrıca, siberuzay (çevrimiçi iletişimin gerçekleştiği bilgisayar ağlarının elektronik ortamı) sibernetik sinyal işleme ve iletişim teorisi ile bağlantılıdır.

Sibernetik; mekanik, biyolojik, sosyal, fiziksel ve bilişsel sistemlerin incelenmesiyle ilgilenen çok geniş bir alandır ve kapalı sinyal döngülerine sahip sistemleri tanımlamak için kullanılır. Bu tür bir kapalı sinyalizasyon sisteminde, sistem içinde gerçekleştirilen eylemler sistem ortamında değişikliklere neden olur ve bu da sistemin kendi içinde değişikliklere neden olur. Sonuç olarak bu durum, aksiyon ve reaksiyonun aynı sistem ortamında gerçekleştiği kapalı bir döngüdür.

Sistem teorisi; felsefe, oyun teorisi, algısal kontrol, mimari, yapay zekâ ve diğer birçok çalışma alanı sibernetikten etkilenmiştir. Bununla birlikte, temel amaç aynı kalmıştır: tüm altta yatan sistemler için sistem kontrollerini araştırmak.

Sibernetik Ne Zaman Keşfedildi?

Doğal bir süreç olarak bakıldığında sibernetik, uzun zamandır varlığını sürdürmektedir; aslında doğa var olduğu sürece var olmuştur. En azından Platon'un "sibernetik" terimini hükümete uygulamak için icat etmesinden bu yana, sibernetik toplumda bir kavram olagelmiştir.

"Sibernetik" terimi, modern zamanlarda Norbert Wiener'in 1948'de Sibernetik kitabını yayınlamasının ardından popüler hale gelmiştir. "Hayvan ve Makinede Kontrol ve İletişim" Wiener'in kullandığı alt başlıklardan biridir. Bu başlık, hedeflere ulaşma umuduyla yürütülen faaliyetlerin kontrolü ile iletişimin (aktör ve çevre arasındaki bağlantı ve bilgi akışı) ilişkilendirilmesi sebebiyle önemlidir. Sonuç olarak, Wiener etkili eylemde iletişim ihtiyacını vurgulamaktadır. Daha sonraları Gordon Pask, hedef odaklı sistemlerin merkezi etkileşimi olarak "diyaloğu" önermiştir. Wiener'in alt başlığına göre, hayvanlar (biyolojik sistemler) ve makineler (biyolojik olmayan veya "yapay" sistemler) sibernetik ilkelere göre çalışabilir. Bu durum hem canlı hem de cansız sistemlerin faydalı bir amaca hizmet edebileceğinin açık bir kabulü olarak karşımıza çıkar.

Sibernetik Nasıl Çalışır?

Basit bir ifadeyle her sibernetik sistemin amacı; sistemi, eylemleri referans kontrol sinyaliyle ilişkili olacak şekilde yapılandırmaktır. Bu; hangi eylemlerin izlenmesi gerektiğini, hangi davranışların düzenlenmesi gerektiğini, eylemlerin referansla nasıl karşılaştırılacağını ve ilgili davranışların en iyi nasıl değiştirilebileceğini belirleyen geri bildirim tabanlı bir otomatik kontrol sisteminin kullanılmasıyla gerçekleştirilir.

Bu düzenleyici sistem doğal sibernetik sistemlerde evrimleşir veya kendi kendini organize eder. Yapay sibernetik sistemler ise insan yapımı otomatik kontrol sistemlerine yanıt verir. Denetleyici ve düzenlediği öğe sibernetik sistemlerin iki temel unsurudur.

Hem doğal hem yapay sibernetik sistemler, başlangıçta tüm işlevleri için gereken yetenekleri içeren kontrol edilen nesneye eğilimlidirler ve nesne doğru bir şekilde tanımlandıktan sonra denetleyiciyi geliştirir. Bu iki bileşen birbirine bağlandığında, sistem hedef odaklı bir şekilde davranmaya başlar. Sistem bozukluklarından bağımsız olarak amaç, referans girdiye uygun olarak tüm temel sistem özelliklerini korumaktır. Bunu başarmak için denetleyici, sistemi ilgili değişkenleri değiştiren uygun eylemleri gerçekleştirmesi için güdüleyebilmelidir. Sistemin düzenleyicisi davranışlarda bir anormallik keşfettiğinde, sanal amaç ile anormal davranış arasındaki tutarsızlıkları değerlendirir ve eşitsizliği telafi etmek için sistemi değiştirerek bunu düzeltmeye çalışır. Amaca uygun hale gelen sistem hedefine doğru aşamalı adımlar atmaya başladıkça, bu hata tanımlama ve düzeltme süreci tekrarlanır.

Kontrol edilen nesne ile denetleyicisi arasında ileri geri akan bilgi giderek hiyerarşisini kaybeder. Bu kapalı döngü sistemindeki her bir bağlantı, sistemin genel kontrolüne katkıda bulunur. Dahası, her bileşenin diğerleri üzerinde bir çeşit kontrol etkisi vardır. Sistem geliştikçe kontrol edilen ve kontrol eden arasındaki bariyer kaybolmaya başlar ve dairesel bir nedensellik ortaya çıkar.

Ekonomik Sibernetik Nedir ve Nasıl İşler?

Ekonomik sibernetik, sibernetik ilkelerin ve metodolojilerin ekonomik sistemlere nasıl uygulanabileceğini inceleyen bir bilim dalıdır. Sıklıkla matematik ve sibernetiğin ekonomi ile kesişiminden doğan araştırma dalını ifade etmek için kullanılır. Matematiksel programlama, yöneylem araştırması, matematiksel ekonomik modeller, ekonometri ve matematiksel ekonomi, ekonomik sibernetiğin örnekleri arasındadır.

Ekonomik sibernetik; ekonomiyi ve onun yapısal ve işlevsel bileşenlerini, operasyonları düzenlemek ve kontrol etmek için bilgi aktarımı ve dönüşümünün kullanıldığı sistemler olarak ele alır. Bu bilgileri ekonomik sibernetik metodolojileri kullanarak standartlaştırmak ve ifade etmek mümkündür. Ayrıca ekonomik verilerin alınması, aktarılması ve işlenmesini kolaylaştırmanın yanı sıra veri işleme ekipmanının düzenini ve içeriğini belirleme seçeneği de mevcuttur.

Bu metodoloji, ekonomik sibernetik araştırmalarına iç tutarlılığını ve karakterini kazandıran şeydir. Bu tür bir araştırma, otomatik kontrol sistemlerinin yanı sıra ülke ekonomisi için veri işleme sistemlerinin geliştirilmesinde özellikle yararlıdır.

Sibernetik Uygulamaları

Sibernetik bir adım geri atarak sistemleri isimlerden ziyade fiiller olarak değerlendirir. Bir şeyin belirli sınırlarını tanımlamaya çalışmak yerine bu şeyi ne yaptığı ve ne yapabileceği ile tanımlar. Aksiyon potansiyeli merceğinden bakıldığında sibernetik pek çok geleneksel alana uygulanabilmektedir. Biyolojik, teknolojik, sosyal birçok alanda sistemler eylemlerine göre sınıflandırılabilir. Bu nedenle sibernetiği, çeşitli alanlardaki süreçlerin anlaşılmasına ve değiştirilmesine yardımcı olan disiplinler ötesi bir dil olarak görebiliriz. Sibernetik, doğal ve politik bilimlerin yanı sıra eğitim ve ticari yönetimde de uygulamalara sahiptir.

Basit Kendinden Kontrollü Makineler

Sibernetiğin ilk dalı makine kontrol sistemleri ile ilgilidir. Kabul edilebilir bir menzil seçmeyi ve ardından ellerimizi kumandadan nasıl çekeceğimizi öğrenmemiz ile uzay aracı navigasyonu, bilgisayarlar, güdümlü füzeler ve radar teknolojisindeki ilerlemelerle ortaya çıkmıştır.

Örneğin II. Dünya Savaşı'nın mucitleri, radar sensörlerinden veri toplayarak yeni akıllı silahlarının doğruluğunu artırmak için geri bildirim ilkesini kullanmıştır. Sibernetik teorileri savaştan sonra da radyo ve telefon teknolojisine uygulanmıştır. Geri bildirim prensibi, iletişim mühendisleri tarafından gürültü filtreleri inşa etmek ve çok sayıda iletişim ekipmanının ses kalitesini iyileştirmek için de kullanılmıştır.

Makinelerimiz için kabul edilebilir parametreleri belirlemeyi öğrenmeye devam ettiğimiz ve giderek daha fazla kontrolü elimizden bıraktığımız sürece, sibernetiğin ilk dallarından gelen prensipler makine öğrenimi konusunda kullanılabilecektir.

Kendi Kendini Düzenleyen Karmaşık Sistemler

Sibernetiğin ikinci dalı, kendi kendini düzenleyen sistemlerin nasıl kendi kendilerini kontrol ettiklerini ve çevreleriyle uyum içinde yaşamalarını sağlayan karmaşık mekanizmaları nasıl geliştirdiklerini anlamakla ilgilenir.

Örneğin amorf fiyatlandırma sistemi, ekonomideki belirsiz arz ve talep sistemi ile bağlantılıdır. Herhangi bir zamanda arz ve talepten hangisinin hangisini kontrol ettiğini söylemek mümkün değildir, ancak arz talebi aştığında fiyatlar düşer ve bunun tam tersi de geçerlidir. Arz ve talep neredeyse eşit olduğunda, ekonomik sistemimiz keyifli bir dengeye ulaşır. Sınırlı arz ve talebe sahip niş ürünler genellikle daha yüksek bir kâr marjına sahiptir. Çünkü diş macunu, makarna, ayakkabı gibi kitlesel olarak pazarlanan mallar için her zaman yeterli arz ve talep vardır, yüksek kar marjlarına gerek yoktur.

Kısacası, fiyatlandırma sistemi daha büyük ve daha soyut ekonomik alt sistemler hakkında düşünmemize ve bunları etkilememize olanak tanır. Fiyatlar, üreticilerin ve satıcıların müşterilerle basit terimlerle iletişim kurmasını sağlar ve son kullanıcılar bu fiyatları ödeyerek veya ödemeyi reddederek geri bildirimde bulunabilir. Bu karmaşık etkileşimlerin tüm ekonomik sistem üzerinde etkisi vardır ve tüm dünyayı çılgınlığa sürükleyen bir geri bildirim döngüsü yaratır.

Bir Sibernetik Sistem Yapmanın En İyi Yolu Nedir?

Bir sistemin sibernetik olarak oluşturulması için üç temel kavramsal bileşen içermesi gerekir:

1. Mevcut durumunu ifade eden bir yöntem.
2. İstenilen durumu ifade etmenin bir yolu.
3. Şu anda bulunduğunuz yerden gitmek istediğiniz yere nasıl gideceğinizi planlamak için bir yöntem.

Mevcut durumu belirlemek ve tasvir etmek için herhangi bir duyusal yöntem kullanılabilir. Kameralar gibi optik sensörler, sonar gibi ekolokasyon sensörleri ve GPS gibi konum sensörleri sistemin mevcut durumu hakkında bilgi edinmesine yardımcı olabilir.

Arzu edilen durum sistemin içinden ya da dışından kaynaklı olabilir. Doğal sibernetik sistemler genellikle hayatta kalma ve dengeye yönelik olan kendi hedeflerini tasarlarlar. Hedef durumlar yapay sibernetik sistemlere dışarıdan enjekte edilebilir. Termostatınızdaki kadran veya GPS'inizdeki varış noktası girişi kullanılarak sistemin dışından bir hedef durum girilebilir.

Sisteminiz artık amaçsal bir sistemdir çünkü nerede olduğunu ve nereye gitmek istediğini kavrayabilir, bu iki durumu karşılaştırabilir ve aynı olup olmadıklarına bakabilir. Eğer eşleşmiyorlarsa sistem son bileşene, yani onu gitmek istediği yere götürecek bir faaliyet stratejisine ihtiyaç duyacaktır.

Sonuç: Sibernetiğin Güncel Durumu

Yapay zekâ sibernetikten birçok yönden etkilenmiş olsa da sibernetik son yıllarda yapay zekâ tarafından geride bırakılmıştır. Sibernetiği kullanan birçok sektör bulunmaktadır:

• Biyoloji: Sibernetik, canlılarda biyolojik sistemlerin incelenmesinde kullanılmaktadır. Biyolojik ve yapay sistemleri birleştirmenin yollarını aramak için kullanılmış ve genlerin nesilden nesle nasıl aktarıldığı konusunda bilgi sağlamaya yardımcı olmuştur. Bir protez bacağın parçası olarak yapay sensörler veya bazı körlük türlerini tedavi etmek için kullanılan beyin implantları bunun örnekleridir.
• Hukuk: Düzenlemeleri kavramak için sibernetik, hukuk sisteminde sıklıkla kullanılmaktadır. Hem farklı kural ve düzenlemeleri öğrenmek hem de bunların belirli durumlara nasıl uygulanabileceğini veya uygulanamayacağını belirlemek için faydalı olabilmektedir.
• Sosyoloji: Sosyologlar, toplumsal yapıları bir bütün olarak daha iyi anlamak için farklı birey grupları arasındaki ilişki sistemlerini inceleyebilirler. Bu durum, çeteleri ve ayaklanmaları daha iyi anlamanın yanı sıra, bunların ortaya çıkış nedenlerini ve gelecekte bunlardan nasıl kaçınılacağını anlamak için gerçek dünyaya ilişkin sonuçlar ortaya koymaktadır.
• İşletme: Sibernetik, yöneticilerin daha iyi kararlar almasına yardımcı olabilir. Kuruluşun bir bütün olarak nasıl işlediğine bakarak süreçleri engelleyen sistemleri veya personeli keşfetmek ve ardından durumu düzeltmek için çaba sarf etmek mümkündür.
• Ekonomik Sistemler: Ekonomistler kendi kendini düzenleyen ekonomi fikirlerini incelemişlerdir. Sibernetik, çeşitli ekonomileri incelemek ve bunların nasıl iyileştirileceğine dair teoriler geliştirmek için kullanılmaktadır.