Dünyanın sonuyla ilgili muhtemel felaket senaryoları içinde Grey Goo, hak ettiği yeri şimdiye dek pek bulamamış bir senaryo. Entelektüeller ve Hollywood gözünü eskiden beri; uzaylı istilası, yapay zeka, nükleer savaş ve astro afetler gibi konulara dikmiş durumda.
Grey Goo (Gray Goo) ise hızla gelişen bilim dünyası içinde yavaş yavaş önümüze çıkmaya başlayan bir konu.
Bu senaryo esasen; nano boyutta gerçekleşen bir prosesin, durdurulamayarak yer küre üzerindeki tüm ekolojiyi bitirene dek büyüyüp her şeyi tüketmesi üzerine dayalı.
Robotik “Grey Goo”
Parçacık robotları, gevşek bir şekilde bağlı bileşenlerden ya da bireysel bir kimliği ve adreslenebilir bir konumu olmayan parçacıklardan oluşur. Sadece basit bir hareket kabiliyetine sahiptirler: genişleme ve daralma. Bununla birlikte, bir grup parçacık kolektif olarak hareket etmek üzere koordine edildiğinde, ilginç davranışlar gözlenir. Amorf şekillerde bile, parçacık robotları hareket kabiliyeti üretmek için istatistiksel mekanik olaylardan yararlanırlar. “Fotoğraf: Shuguang Li, Columbia Mühendislik”
Mevcut robotlar genellikle her biri belirli bir işleve sahip, birbirine bağımlı alt bileşenlerden yapılmış, bağımsız varlıklardır. Bir parça başarısız olursa, robot çalışmayı durdurur. Robotik sürülerde ise, her robot bağımsız çalışan bir makinedir.
20 Mart günü Nature dergisinde yayınlanan yeni bir araştırmada, Columbia Mühendislik ve MIT Bilgisayar Bilimleri & Yapay Zeka Laboratuvarı (MIT Computer Science & Artificial Intelligence Laboratory “CSAIL”) araştırmacıları, ilk kez gevşek bağlanmış bileşenlerden ya da “parçacıklardan” oluşan bir robot yapmanın bir yolunu gösterdi. Sürü ya da modüler robotların aksine, her bir bileşen basit ve bireysel bir adrese ya da kimliğe sahip değil. Araştırmacıların “parçacık robotu” (particle robot) dedikleri sistemlerinde, her parçacık yalnızca -hafifçe genişleyen ve daralan- tek biçimli hacimsel salınımlar gerçekleştirebiliyor. Ancak bağımsız hareket edemiyorlar.
Columbia Mühendislik’te makine mühendisliği profesörü Hod Lipson ve CSAIL Direktörü Daniela Rus liderliğindeki ekip, bu parçacıkların binlerce tanesini “yapışkan” bir küme halinde gruplandırdıklarında, grubun bir ışık kaynağına tepki olarak salınım yaptığını keşfetti. Tüm parçacık robotu yavaşça ışığa doğru ilerlemeye başladı.
Lipson, “Yeni robotumuzu Gray Goo olarak düşünebilirsiniz” dedi.
“Robotumuzun başarısız olabilmesine neden olabilecek tek bir nokta ya da merkezi bir kontrolü yok. Hala oldukça ilkel, ancak bu temel robot paradigmasının gerçekten mümkün olduğunu artık biliyoruz ve bireysel hücrelerin tek başlarına yapamadıkları hareketin hücre gruplarıyla birlikte nasıl yapılabildiğini açıklayabileceğini düşünüyoruz.”
Araştırmacılar bir asırdan fazla süredir otonom bir robot geliştirmek istiyorlar. Ancak bunlar şimdiye dek biyolojik olmayan, yani; büyümeyen, iyileşemeyen ya da zarar gören yerlerini onaramayan robotlardı
Columbia Mühendislik ve MIT ekibi, her bir bileşen tek tek arızalandığında bile çalışabilecek; sağlam, ölçeklenebilir robotlar geliştirmeye odaklandı.
Creative Machines (Yaratıcı Makineler) laboratuvarını yöneten Lipson, “Robotları farklı şekilde yapmanın bir yolu olup olmadığını keşfetmek için robotik yaklaşımımızın temelini yeniden düşünmeye çalışıyoruz” diyor.
“Sadece bir robotun biyolojik bir yaratığa benzemesini sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda onun basit parçacıklardan oluşan ancak sonrasında geniş ve karmaşık yetenekler yaratmasına neden olan bir biyolojik sistem gibi inşa edilmesini amaçlıyoruz.
Aynı zamanda MIT’de Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimlerialanında “Andrew (1956) ve Erna Viterbi Profesörü” olan Rus, ““Doğadaki tüm canlılar organizmalar yaratmak için farklı şekillerde birleşen hücrelerden oluşuyor. Parçacık robotlarını geliştirirken sorduğumuz soru; farklı robotlar yapmak için farklı şekillerde oluşturulabilen robot hücrelere sahip olabilir miyizdi? Robot, görevin gerektirdiği en iyi şekle sahip olabilir -bir tünelde sürünen bir yılan ya da fabrika zemini için 3 elli bir makine. Bu parçacık robotlarına kendilerini yapma kabiliyeti bile verebiliriz demek. Örneğin, bir robotun masadaki bir tornavidaya ihtiyacı olduğunu varsayalım ve tornavida ulaşmak için çok uzak. Robot ekstra uzun bir kol oluşturmak için hücrelerini değiştirirse ne olur? Hedefleri değiştikçe, bedeni de değişebilir.”
Harvard’s Wyss Enstitüsü’nden Chuck Hoberman ve Cornell’deki diğer araştırmacılarla çalışan ekip, genişleme ve daralma gibi basit bir hareketi gerçekleştirebilecek birçok benzer bileşen ya da parçacık kullandı. Simülasyonlarda 100.000, deneysel olarak da 24 parçacıktan oluşan bir sistem gösterdiler.
Belirli Bir İşi Yapmak Üzere Özelleşmiş Mikro Köleler
Çalışmanın başyazarlarından olan ve fiziksel deneyleri yapan Shuguang Li konuya açıklık getiriyor: “Işık kaynağına daha yakın olan parçacıklar daha parlak bir ışık deneyimi yaşıyorlar ve böylece daha önce döngülerini başlatıyorlar.”
Lipson’un Cornell’deki eski laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan ve şu anda da CSAIL’de Rus ile doktora sonrası araştırmalarını yürüten Li devam ediyor: “Bu hareket küme boyunca ışığa daha yakın olandan daha uzak olana doğru bir dalga yaratıyorve bu dalga tüm kümenin ışığa doğru hareket etmesini sağlıyor. Işığa doğru hareket, bireysel olmasına rağmen grupta toplu bir hareket yaratıyor, tek başlarına hareket edemeyen parçacıklar için bile.”
Bu davranışı simülasyonlarda modelleyerek, yüzlerce hatta binlerce parçacıktan oluşan sistemler için; engellerden kaçınma ve büyük ölçeklerde nesneleri taşıma gibi konuları araştırdılar.
Ayrıca parçacık — robot paradigmasının hem gürültülü bileşenlerin, hem de bireysel başarısızlığa karşı dayanıklılıklarını gösterebildiler
Makalenin baş yazarlarından ve simülasyon çalışmalarını yöneten Lipson’un doktora öğrencisi olan Richa Batra, “Parçacık robotlarımızın, parçacıkların % 20’si öldüğü zaman bile tam kapasite hızlarının yaklaşık yarısını koruduğunu tespit ettik” dedi.
Ekip zaten sistemlerini çok sayıda cm ölçekli parçacıkla test ediyor. Ayrıca, titreşimli “mikroküreler” gibi diğer parçacık robotlarını da araştırıyorlar.
Lipson, “Bir gün bu tür robotları, sese ya da ışığa, ya da kimyasal değişimlere yanıt veren mikro — boncuklar gibi milyonlarca küçük parçacıktan yapmanın mümkün olacağını düşünüyoruz” diyor. “Bu tür robotlar, temizleme alanlarında kullanılmak ya da bilinmeyen arazileri / yapıları keşfetmek için kullanılabilir.”
Çalışmanın orijinaline aşağıdaki bağlantıdan ulaşabilirsiniz.
Shuguang Li, Richa Batra, David Brown, Hyun-Dong Chang, Nikhil Ranganathan, Chuck Hoberman, Daniela Rus & Hod Lipson. Particle robotics based on statistical mechanics of loosely coupled components. Nature, 2019 DOI: 10.1038/s41586-019-1022-9
1983 yılında Şebinkarahisar’da doğdu. Mühendislik ve Fizik alanlarında eğitim aldı. Uygulamalı Fizik alanında yüksek lisansını yaparken Ege Üniversitesi Fizik Bölümü’nde araştırma asistanı olarak çalışmaya başladı. Bu süre zarfında süperiletken bolometreler, SQUID sensörler, transparan metal-oksitler, kriyojenik soğutma, malzeme bilimi, metroloji ve nano üretim konularında yerli, yabancı, ortak bir dizi çalışma yürüttü ve projelerde yer aldı.
Çeşitli uluslararası kurumlardan ödüller aldı. Çalışmaları ABD, Avrupa ve Asya’nın çeşitli ülkelerinde yayımlandı.
Ardından akademik hayatını sonlandırarak mühendislik hizmeti vermeye başladı. Halen İzmir’de yaşamakta olup Endüstri 4.0, endüstriyel otomasyon ve metalurji alanlarında Ar-Ge yapmaktadır.
