Kirlilikle beslenen Row-bot | Jonathan Rossiter | TEDxWarwick

Canlı organizmalarda gözlemlediğimiz işlemlerin gelişmiş versiyonlarının robotik alanındaki uygulamalarının önemine dikkat çeken Jonathan konuşmasında bu şekilde düşünerek tasarlanan bir örnek olan Row-bot robotundan bahsediyor. Yosun ve ölü bitkilerle beslenen sucul bir böcek olan sandal böceğine dayanarak yapılan Row-bot kirli suyu içip kendi enerjisini üreten küçük bir robottur.

Jonathan bir Robotik Profesörü ve Bristol Robotik Laboratuarında Yumuşak Robotik bölümünün başıdır. Jonathan canlı organizmalarda gözlemlediğimiz işlemlerin gelişmiş versiyonlarının robotik alanındaki uygulamalarının önemine dikkat çekiyor. Bu şekilde düşünerek tasarlanan bir örnek Row-bot robotudur. Bristol'da geliştirilen ve yosun ile ölü bitkiler yiyerek beslenen sucul bir böcek olan sandal böceğine dayanarak yapılan Row-bot kirli suyu içip kendi enerjisini üreten küçük bir robottur.

Selam, ben bir mühendisim

ve robot yaparım.

Bir robotun ne olduğunu hepiniz
bilirsiniz, öyle değil mi?

Eğer bilmiyorsanız, Google'a gidip

Google'dan ne olduğunu sorabilirsiniz.

Öyleyse yapalım.

Google'a gidelim ve işte sonuçlar.

Burada farklı türde çok sayıda
robot olduğunu görebilirsiniz

ama yapı olarak genelde
insana benzerler.

Oldukça sıradan görünüyorlar

çünkü plastikten ve
metalden yapılmışlar

motorları ve dişlileri var ve dahası.

Bazıları çok dostça görünüyor

ve ayağa kalkıp onlara sarılabilirsiniz.

Bazıları o kadar dost değil,

sanki "Terminatör" filminden
fırlamışa benziyorlar.

Aslında "Terminatör" filminden
gelmiş olabilirler de.

Bu robotlarla gerçekten harika
bir çok şey yapabilirsiniz,

gerçekten heyecan verici şeyler.

Fakat ben farklı türdeki
robotlara bakmak istiyorum -

Farklı robotlar yapmak istiyorum.

Bize benzemeyen şeylerden
esinleniyorum

ama bunlara benzeyen.

Yani bunlar doğal biyolojik organizmalar

ve bizim yapamadığımız bazı
harika şeyleri yaparlar,

ki şimdiki robotlar da yapamaz.

Bir çok büyük işler yaparlar;
yerde gezerler,

bahçemize girerler ve ekinlerimizi yerler;

ağaçlara tırmanırlar;

suya dalar, sudan çıkarlar;

böcekleri yakalar ve yerler.

Yani gerçekten ilginç işler yaparlar.

Yaşarlar, nefes alırlar, ölürler,

çevreden bulduklarını yerler.

Şu anki robotlarımız bunları yapmaz.

Şimdi, ne müthiş olurdu

eğer bu özelliklerin bazılarını
geleceğin robotlarında kullanabilsek,

böylece bazı ilginç
problemlere çare bulabilsek.

Şimdi çevremizdeki bazı
problemlere bakacağım

öyle ki hayvanlardan ve bitkilerden
esinlenerek bulduğumuz

yetenekleri ve teknolojileri

uygulayabiliriz ve bunları

problemleri çözmekte kullanabiliriz.

İki çevresel problemi ele alalım.

Bunlar bizim eserlerimiz -

bu insanın çevre ile olan etkileşimi

ve oldukça nahoş bazı işleridir.

İlki nüfusun baskısından dolayıdır.

Öyle ki dünya üzerindeki nüfusun baskısı,

ziraat ve tarımın daha fazla
ekin üretmesini gerektirmektedir.

Bunu başarmak için

çiftçiler daha fazla
kimyasal kullanıyorlar.

Suni gübreler, nitratlar,
böcek ilaçları koyuyorlar,

ekinlerin daha çok olması
için gereken her türden şeyler.

Fakat bazı negatif etkileri oluyor.

Bu negatif etkilerden biri, eğer
toprağa çok fazla gübre koyarsanız,

hepsi ekinlere gitmez.

Çoğu toprakta kalır

ve yağmur yağdığında,

bu kimyasallar su tabakasına gider.

Su tabakasından,

derelere, göllere, ırmaklara

ve denize geçerler.

Eğer tüm bu kimyasalları, bu nitratları

bu tür ortamlara bırakırsanız,

o ortamlarda bunlardan etkilenebilecek
organizmalar bulunur -

yosun gibi.

Yosun nitratı sever, gübreyi sever,

böylece tüm bu kimyasalları alır

ve şartlar uygunsa çokça ürer.

Yığınlar halinde yeni
yosunlar ortaya çıkar.

Buna yosun patlaması denir.

Problem şu ki,
yosunlar bu şekilde çoğalırsa

sudaki oksijen çok azalır.

Böyle bir olay karşısında

diğer organizmalar suda yaşayamazlar.

Öyleyse ne yapabiliriz?

Yosunu yiyecek, onu
tüketecek ve tehlikesiz kılacak

bir robot yapmaya çalışıyoruz.

Bu öylesine büyük bir problem ki

buradaki sunumda görebilirsiniz,

Cornwall sahilinde
bir yosun patlaması vardı,

1999'da.

50 kilometre uzunluğundaydı.

Bu büyük bir problem

ve balıkçılık, kabuklu deniz
hayvancılığı vb. üzerine etkileri olacak.

Bu birinci problem.

İkincisi yine bizim işimiz

ve yağ kirliliği ile ilgili.

Kullandığımız motorlardan yağ çıkıyor,

kullandığımız teknelerden.

Bazen tankerler yağ depolarını
denize sokuyorlar

böylece yağ denize salınıyor.

Ayrıca bazı felaketler oluyor -

boru hattı ve petrol alanı felaketleri.

İşte 2010'da olan Deepwater
Horizon petrol faciası.

Uydu resimlerinden geniş
petrol sızıntısını görebilirisiniz.

Bunun çevre üzerinde, kuşlar, balıklar

ve sahil şeridi üzerinde
yıkıcı etkileri var.

Bu problemi bir şekilde
çözebilsek hoş olmaz mıydı,

petrol alanlarının ürettiği kirliliği
yok edebilen robotları kullanarak?

İşte yapmaya çalıştığımız.

Kirliliği yok eden robotlar yapıyoruz.

Aslında robotu yapmak için

iki canlıdan esinleniyoruz.

Sağda büyük camgöz
köpekbalığını görüyoruz.

Büyük camgöz köpekbalığı çok iridir.

Etobur değildir,
yani onunla yüzebilirsiniz,

görüldüğü üzere.

Büyük camgöz köpekbalığı ağzını açar

ve plankton toplayarak suda yüzer.

Aynı zamanda da yediğini sindirir

ve harekete devam etmek için
vücudundaki bu enerjiyi kullanır.

Yani, böyle bir robot yapabilir miyiz -

camgöz köpekbalığı gibi
suda yavaş yavaş ilerleyip

kirliliği yiyen?

Peki, acaba yapabilir miyiz görelim.

Bu arada esin kaynağımız
diğer organizmalar.

Burada sandal böceğinin bir resmi var

ve sandal böceği gerçekten zarif.

Suda yüzerken

kendini itmek için kürek
benzeri ayaklarını kullanır.

Böylece bu iki organizmayı alıp

yeni tür bir robot yapmak
üzere birleştiriyoruz.

Doğrusu sandal böceği
esin kaynağımız olduğundan

ve robotumuz su üzerinde durduğundan

ve kürek çektiğinden,

ona "Row-bot" dedik.

Yani bir Row-bot kürek çeken bir robottur.

Tamam. Yani neye benziyor?

İşte Row-bot'un bazı resimleri

ve göreceksiniz,

Başlangıçta gördüğümüz robotların
hiçbirisine benzemez.

Google yanlış; robotlar buna benzemez,

onlar buna benzer.

İşte Row-bot burada.

Onu size göstereceğim.

Ölçek hissi veriyor

ve diğerlerine hiç benzemiyor.

Yani plastikten yapılmış

ve şimdi Row-bot'u
oluşturan bileşenlerine

bir göz atalım -

onu gerçekten özel yapan.

Row-bot üç parçadan oluşuyor

ve bu üç parça gerçekten
bir organizmanın parçaları gibi.

Bir beyni,

bir vücudu

ve bir midesi var.

Midesinde enerji üretmek zorunda.

Her Row-bot'ta bu üç
bileşen bulunacak

ve her organizma bu üç
bileşene sahip olacaktır.

Öyleyse bunları tek tek görelim.

Bir vücudu var

ve vücudu plastiktan yapılma

ve suyun üzerinde duruyor.

Yanında yüzgeçleri var -

ilerlemesine yarayan kürekler,

tıpkı sandal böceği gibi.

Plastik bir vücudu var

ama burada yumuşak kauçuk bir ağzı var

ve burada bir ağız - yani iki ağzı var.

Neden iki ağzı var?

Biri besini ağzına alması için

ve diğeri besinin dışarı çıkması için.

Yani kolayca göreceğiniz gibi
bir ağzı var ve bir arkası,

veya bir -

(Kahkahalar)

malzemenin dışarı çıktığı şey,

aynen gerçek bir organizma gibi.

Böylece camgöz köpekbalığı
gibi görünmeye başlıyor.

İşte bu vücudu.

İkinci bileşen mide olabilir.

Robotun enerjiye ihtiyacı var
ve kirliliği temizlememiz gerekiyor.

Öyleyse kirlilik içeri girer

ve birşey yapacak.

Burada ortada bir mikrobiyal
yakıt hücresi denen bir pil var.

Buna bastıracak ve
yakıt pilini kaldıracağım.

İşte. Böylece pil yerine,

geleneksel güç sistemi yerine

bunlardan birine sahip.

Bu midesi.

Gerçekten bir mide

çünkü kirlilik formunda enerjiyi
bu kenara koyabilirsiniz

ve elektrik üretir.

Yani nedir bu?

Bir mikrobiyal yakıt hücresi.

Kısmen bir kimyasal
yakıt hücresine benzer.

Okulda karşılaşabileceğiniz cinsten

ya da haberlerden görebileceğiniz.

Kimyasal yakıt hücreleri hidrojen

ve oksiyen alıp bunları
birleştirerek elektrik üretir.

Bu iyi-yapılandırılmış teknoloji;
Apollo uzay görevlerinde kullanıldı.

40, 50 yıl öncesinden.

Bu kısmen daha yeni.

Bir mikrobiyal yakıt hücresi.

Aynı prensip:

bir taraftan oksijen alıyor

fakat diğer taraftan hidrojen almak yerine

bir çorba alıyor,

içinde canlı mikroplar bulunan bir çorba.

Şimdi biraz organik madde alsanız -

biraz atık ürün, biraz gıda olabilir,

sandviçinizden biraz olabilir -

bunları oraya koyuyorsunuz,
mikroplar bu besini yiyecek

ve onu elektriğe dönüştürecekler.

Sadece bu değil, eğer doğru
mikrop çeşitlerini seçerseniz

kirliliğin birazını temizlemek için
bu yakıt hücresini kullanabilirsiniz.

Eğer doğru mikropları seçerseniz

mikroplar yosunları yiyecektir.

Diğer başka mikroplar kullanırsanız

petrol eterleri ve ham petrolü yiyecekler.

Yani bu midenin sadece
kirliliği temizleme değil

kirliliği kullanarak

nasıl elektrik üretiminde
kullanılır görebilirsiniz.

Böylece robot ortamda ilerleyerek

besini midesine alır,

sindirir, elektrik üretir,

bu elektriği ortamda gezmek için kullanır

ve böylece devam eder.

Şimdi, Row-bot'u çalıştırdığımızda
ne oluyor görelim -

yani kürek çektiğinde.

Burada bir kaç tane video var,

göreceğiniz ilk şey -
umarım burada görebilirsiniz

açık ağzıdır.

Alt ve üst ağzı açık

ve yeterince açık kalacak,

sonra robot kürek çekmeye başlayacak.

Suda hareket eder,

böylece besin içeri girerken
atık ürünler dışarı çıkar.

Yeterince hareket edince,

durur ve ağzını kapar -

yavaşça ağızlarını kapar -

orada duracak

ve besini sindirecek.

Tabi ki bu mikrobiyal yakıt hücreleri

mikrop içerirler.

Aslında istediğiniz şey mikroplardan

olabildiğince çabuk çok
miktarda enerji üretmektir.

Fakat mikropları zorlayamayız

ve saniyede az bir miktar
elektrik üretirler.

Bir kaç miliwat ya da mikrowat üretirler.

Bunu anlamaya çalışalım.

Örneğin cep telefonunuz,

şu modern olanlardan biri,

onun için bir wat yeterlidir.

Yani bu mikrobiyal yakıt hücresine
nazaran kullanılan enerjinin

bin veya milyon katıdır.

Bununla nasıl başa çıkarız?

Row-bot sindirimini yaptıktan sonra

besini içine aldığında,

oturacak ve tüm bu besini
sindirene kadar bekleyecek.

Bu saatler hatta günler alabilir.

Row-bot için tipik bir döngü
şuna benzemektedir:

ağzını açarsın,

hareket edersin,

ağzını kaparsın

ve biraz orada oturursun.

Besini sindirdikten sonra

aynı şeyleri yapmaya tekrar koyulursun.

Bunun gerçek bir organizmaya
benzediği açık, öyle değil mi?

Bizim yaptığımız şeylere benziyor.

Akşam dışarı çıkarız, ağzımızı açarız,

midemizi doldururuz,

tv'nin önünde oturup sindiririz.

Yeterince yaptıktan sonra
aynı şeyi tekrarlarız.

Eğer bu döngüde işler yolunda giderse

döngünün sonunda
yeterince enerjimiz kalacaktır,

başka işlerde kullanmak üzere.

Örneğin bir mesaj gönderebiliriz.

Şu şekilde bir mesaj olabilir:

"Son zamanda yediğim kirlilik şu kadar,"

veya "Şu tür şeylerle karşılaştım,"

veya "Bulunduğun yer şurası."

"Bulunduğum yer şurası" şeklinde
bir mesaj gönderebilmek

gerçekten önemlidir.

Daha önce gördüğümüz
petrol sızıntısını veya şu büyük

yosun patlamalarını alırsanız,

yapmayı düşüneceğiniz şey
oraya Row-bot'u koymak

ve tüm bu kirliliği yemesini sağlamaktır.

Sonra hepsini toplamanız gerekir.

Niçin?

Çünkü bu Row-botların,

burada elimizdekilerin,

motorları, kabloları var,

otomatik biyolojik geri dönüşümü
olmayan parçaları var.

Bu Row-botların toksik piller
gibi şeyleri var.

Bunları çevreye salamazsınız,

onları izlemeniz gerekir

ve ardından işlerini bitirdikten sonra

onları toplamanız gerekir.

Yani kullanacağınız
Row-bot sayısı sınırlı olmalı.

Diğer taraftan,

bir biyolojik organizmaya
benzeyen bir robot

hayatının sonuna gelirse,

ölür ve ayrışarak kaybolur.

Şimdi bu robotlar böyle olmaları yerine,

yani plastik yerine başka
malzemeden olsalardı,

işleri bitince bıraktığınızda

ayrışarak kaybolsalardı

hoş bir şey olmaz mıydı?

Bu robotları kullanma
şeklimizi değiştirir.

Çevreye 10 ya da 100 tane bırakmak yerine,

izlemeniz

ve öldüklerinde

toplamanız gerekmeyen

bin tane, milyon tane,

milyar tane robot koyabilirdiniz.

Sadece etrafa saçardınız.

Hayatları sona erdiğinde ayrışıp
kaybolacaklarını bilirsiniz.

Onlar hakkında düşünmeniz gerekmez.

Yani robotlar ile ilgili
düşünceleriniz değişir

ve kullanımı ile ilgili.

Şimdi soru şu: Bunu yapabilir misiniz?

Evet, bunu yapabileceğinizi gösterdik.

Biyolojik ayrışan robotlar yapabilirsiniz.

Asıl ilginç olanı bu ayrışabilir
robotları yapmak için evsel

materyalleri kullanabilirsiniz.

Şaşırabileceğiniz bazı
örnekler göstereceğim.

Jöleden bir robot yapabilirsiniz.

Halizhazırda motorlu olanların yerine

yapay kaslar dediğimiz
şeyleri kullanabilirsiniz.

Yapay kaslar akıllı materyallerdir,

elektrik uygulayabilirsiniz,

kasılabilir, bükülebilir
veya eğilebilirler.

Gerçek kaslara benzerler.

Yani bir motor yerine bu yapay
kasları yerleştirebilirsiniz.

Jöleden yapay kaslar yapabilirsiniz.

Biraz jöle ve bazı tuzlar yardımıyla

ve biraz hile yaparak

bir yapay kas elde edebilirsiniz.

Aynı işi doğal kauçuk
kullanarak da yapabilirsiniz.

Yani bir balondan robot yapabilirdiniz.

Kauçuk eldivenden
bir robot yapabilirsiniz.

Kağıttan bile bir robot yapabilirsiniz.

Kağıttan elektrikle hareket eden

aktüatörler yapabilirsiniz.

Kağıttan mikrobiyal yakıt hücresinin
midesini yapabileceğinizi de

gösterdik.

Yani tüm robotu ayrışabilir
materyallerden yapabilirdiniz.

Dışarı salıyorsunuz ve
ayrışarak kayboluyorlar.

Bu gerçekten heyecanlandırıcı.

Bu, robotlar hakkındaki
düşüncelerimizi kökten değiştirecek,

fakat aynı zamanda bu robotlarla

ne yapabileceğimiz konusunda
gerçekten yaratıcı olmamızı sağlar.

Bir örnek vereceğim.

Eğer jöleden bir robot yapabilirsek -

şu an jöleyi yiyoruz, öyle mi?

Öyleyse neden şöyle birşey yapmayalım?

Bir yapışkan ayıcık robot.

İşte önceden hazırladığım bir tane.

İşte burada. Bir paket var -

ve limon tadında bir tane var.

Bu yapışkan ayıcığı alacağım -
robotik değil, tamam mı?

Öyleymiş gibi yapmalıyız.

Bunlardan biriyle yapacağınız şey
onu ağzınıza koymaktır -

limon oldukça hoş.

Çok çiğnememeye çalışın,
o bir robot, sevmeyebilir.

Ve sonra yutun.

Artık midenize gider.

Midenize inince hareket eder,
düşünür, bükülür, eğilir,

birşeyler yapar.

Daha aşağıya bağırsaklarınıza iner,

ülser ya da kanser
olup olmadığınızı belirler,

bir iğne yapabilir, böylesi şeyler.

İşi bittikten sonra mideniz tarafından

sindirilebileceğini bilirsiniz

veya bunu istemezseniz

doğrudan dışarı atılabilir,

tuvalete

ve ortamda güvenle ayrışabilir.

Bu şekilde robotlar hakkındaki
fikirlerimiz, yeniden, değişir.

Böylece kirlilik yiyen
robotlardan yola çıktık

ve yiyebileceğimiz robotları gördük.

Umarım geleceğin robotlarıyla

neler yapabileceğimiz
konusunda bir fikir edindiniz.

İlginiz için çok teşekkür ederim

(Alkışlar)