
Robot teknolojisi yani robotik, gelecekte en büyük atılımların yaşanacağı bir alan ve şu günlerde büyük devletler robotik alanına servetler harcayarak yatırımlarını gerçekleştiriyorlar. Robotikteki gelişmelerin etkileri ise uzaydan günlük yaşantımıza kadar hissedileceğini tahmin etmek hiç de zor değil! Robotlarla ilgilenen birçok insan 2050’li yıllarda insanlardan ve robotlardan oluşan iki ayrı futbol takımının futbol mücadelesini izleme hayalleri kuruyorken bilim insanları da onların bu hayallerinin gerçekleşmesi yönünde çalışmalarını sürdürüyorlar. Tüm bunların yanında günümüz ağır işlerini yapacak ya da sizlerin ev hizmetlerinize bakacak robotlardan öte bilim insanlarının çalışmalarında, keşif maceralarında kullanabilecekleri robotlar da geliştiriliyor. Hatta “robot bilim adamı” deyimini daha önce 2009 yılında KuarkTeknoloji’deki yazımda sizlere ilk duyuranlardandım. Bu robot tam bir laboratuvar faresi aslında! Mutfak robotu gibi laboratuvar robotu kavramı da belleklerimizde yer edecek ama bu robot, kendi başına deneyler yapabilmekte ve bu deneylerin sonuçlarını değerlendirebilmekte…
Ancak şimdi, dünyamızdan biraz uzaklaşmak üzereyiz. İlk önce maddenin mikroölçeğine yani metrenin milyonda birine gidiyoruz… Burada, yani bu ölçekte, yarıiletken malzemeleri ile bugün ki elektronik devrimine sahip olduğumuzu öncelikle hatırlamalıyız. Geçen zaman boyunca, maddenin bu ölçeğinden daha aşağılara kaydık şimdi nanoteknoloji ile maddenin milyarda birinde atom ve moleküllerle içli dışlıyız. Ve biraz daha aşağılarda karbon atomlarını sayabiliyoruz… Bunları neden anlatıyorum? Çünkü birazdan uzaya gideceğiz… Günümüzün tüm teknolojisi artık insan saç telinin 50 binde birine indirgenmek üzere, bu inanılmaz olmalı! Bilgisayarlarda kullandığımız işlemciler, transistörler, aydınlatma araçlarımız, TV ekranları ve hemen hemen hepsi robotlar da dahil olmak üzere maddenin milyonda, milyarda birindeki sırlarını taşıyorlar üzerlerinde. İşte yarıiletken teknolojisindeki daha doğrusu mikro-elektronik aygıt teknolojilerindeki gelişmelerle bugün bilim insanları mikrorobotlar üretebilmekteler. Mikrorobotları pek çok yerde kullanabilirsiniz, ne yazık ki savaşta birilerini öldürmek için de olabildiği gibi içine girilemeyen mağaraları taramak, orada yaşayan canlıları keşfedebilmek için yahut bu yazının da konusu olduğu gibi Mars gibi bir gezegeni onlarca yüzlerce mikrorobotla tamamen keşfedebilmek için… Oldukça pahalı bir iş…
Şimdi uzaya gidiyoruz, evrende keşfedilmeyi bekleyen milyonlarca milyarlarca gezegen var ve acizliğimiz ortadadır ki, henüz dünyada yaşıyoruz, bizim küçük yaşam evimizde… Uydumuz Ay’a bile bir kere ayak basıldı ve o ayak izinin de sahte olduğuna inanan milyonlar var… Venüs’ü, Mars’ı, Jüpiter’i hatta Merkür’ü iyi kötü tanıyoruz, hemen sistemimiz dışındaki kimliği belirsiz gezegenler var onları da “sayıyoruz”. Çok daha ötedekilerini ise ancak “seçebiliyoruz”. Dolayısıyla, uzay araştırmalarını Dünya üzerinden yapmak kolay bir iş değil, yapılan her keşif yüzmilyonlarca dolara mal olurken çok da zaman alıyor. Bu da ekonomik sıkıntıların her an yaşanabildiği böyle bir dünyada uzay araştırmalarında sıkıntılara yol açabiliyor ve özellikle de insanlı uçuşlar uzaklıklar arttıkça riskleri de artıyor, maliyeti ise başlı başına bir sorun zaten.

Mars'ta hâlâ aktif çalışan Opportunity uzay robotu
Tüm bunların ışığında uzay araştırmalarının en büyük alternatifi robotlar olmuştur. Siz gitmeseniz de, sizin yerinize gören, duyan, hareket eden bir şey var orada. Üstelik en büyük kaybınız ses ve görüntü kaybı olacaktır muhtemelen! Tabi para kaybı her zaman var… Ancak Mars’ın keşfi için gönderilen ikiz robotlarını pek çoğumuz hatırlıyordur. Bunlardan Spirit, tahmin edilen proje ömrünün üzerinde çalışmasına rağmen geçen yıl görev dışı kaldı (Transformers izleyenler bilir, görev dışı aynı zamanda bir gizli göreve dönüşebilir; nihayetinde Mars’ı keşfediyorsanız her bilgiyi hangi ülke paylaşmak ister ki). Opportunity ise hâlâ hayatta ve çeşitli görevleri yerine getirmeye çalışıyor. Geçen zaman içinde bu iki robotun verileri sayesinde Mars hakkında çok şey öğrendik, suyun var olabileceğine dair elimizde ipuçları var keza… Ne var ki bu robotların gidebilecekleri alanlar sınırlı, çünkü düz ovada hareket kabiliyetine sahipler… Kuma batabiliyorlar, krater içinden çıkamıyorlar ki krateler kilometrelerce büyüklükte… Dolayısıyla Mars’ı bu araçlarla keşfetmek tam bir keşmekeştir. Yine de en uygun yol bu.
Bunun üzerine örneğin kumda saplanıp kalmayacak, kratelerin içine girip çıkabilecek varsa kanal ya da mağaralara girebilecek üstelik bu robotlardan daha hızlı hareket edip daha çok alanda keşfe çıkabilecek birşeyler olmalıydı. İstenilen niteliklere sahip birşey uçan bir robotu akla getiriyor. Kesinlikle ama tek bir farkla, mikrorobotlar.
NASA, 2000’li yılların başından (belki de daha önce) beri yeni uzay araçlarının geliştirilmesine yönelik bir vizyon oluşturdu. Bu vizyonun oluşmasındaki hemen hemen tüm sebepleri az önce belirtmeye çalıştım. Bu vizyon çerçevesinde geliştirilen uzay araçlarından biri de mikrorobotlar. Tenis topu büyüklüğündeki robotlar örneğin Mars gibi bir gezegenin yörüngesinde bulunan bir uzay aracından paraşüt gibi bir yolla gezegen yüzeyine bırakılacak ve sayıları 1000’i bulan bu robotlar mümkün mertebe (!) Mars’ı araştıracaklar.
Mikrorobotik ve dolayısıyla mikrorobotlar akla geldiğinde boyutları 1 mm’den az olan özel mobil robotlar düşünülür ama bu bahsettiğim görevleri yerine getirebilecek robotlar biraz daha büyükler ve hatta daha özel isimleri var, mikro uçan robotlar.
Mikro uçan robotlar, hafif ağırlıkta ve çok düşük güç tüketimi ile düşük maliyetli gelecek uzay araştırmalarının ihtiyaç duyduğu bir teknoloji olarak karşımıza çıkıyor. Bunun üzerine yıllardır yapılan farklı araştırma projeleri olduğu bilinmekte. Örneğin 2003 yılında, 6.9 gram ağırlığında helikopter tipi ve çapı 148 mm olan “Pixelito” geliştirilmiş. Bu robot kızıl ötesi kontrole uygun ve uzay boyutlarında 4 eksende tam kontrole sahip. Yine aynı ağırlıkta, Oslo’da yapılan “Proxfyler Micron” isimli robot 128 mm yarıçapa sahip. MIT, Georgia Tech gibi araştırma merkezlerinde mikro uçan robot projeleri gerçekleştirildi ve geliştirilmeye devam ediliyor. Şekil1’de görüldüğü gibi 2005 yılı için Dünya’nın en hafif gyro-sensörlü mikro uçan robotu EPSON tarafından geliştirilmiş.

Şekil1: Bir mikro uçan robot
Mikro uçan robotlar için genel özellikleri şöyle maddelemek mümkün:
- Güç: 4.2 V
- Güç tüketimi: 3.5 W
- Büyüklükler: Çap : 136 mm ve yükseklik 85 mm.
- Maksimum kaldırma: feet başına 17 gram
- Ağırlık: 12.3 gram
- Uçuş zamanı : 3 dakika
Görüldüğü üzere her gelişmekte olan teknolojide olduğu gibi bu teknolojide de bazı zorluklar ortada. Örneğin uçuş zamanı özellikle belirtilen görevler için hiç de iyi değil. En az 30 dakikalık bir uçuş zamanına ihtiyaç olduğu belirtiliyor ve bu teknolojinin gelişmesinin önündeki en önemli zorluklardan biri bu. Diğer zorluklardan biri böyle bir aracın uzayda iken analiz yapması gerekir ve örneğin raman spektrometresi kullanılmalıdır. Mikro boyutlardaki bir araç için de mikro raman spektrometresi gerekir. Bataryanın “yeniden şarz edilme” mekanizmasının geliştirilmesi gerekiyor ama sanırım günümüz nanoteknolojisi ile bu aşılabilir. Bunların dışında, mikro uçan robotların kontrolü insanlar tarafından yapılmakta ama bazı işlevlerin otonom gerçekleştirilmesi gerekiyor: yeniden şarz olma, otomatik uçuş, kararlı uçuş ve yumuşak iniş gibi. İşte kısaca bu tür aşılması gereken zorlukları var bu teknolojinin. Yeni olmakla beraber, burada belirttiğim çoğu bilgi yıllar öncesinin bilgileri. Muhtemelen birçoğu gizli olduğundan güncel bilgilere ulaşamıyoruz. Şu an bu teknolojinin çok daha iyi noktalarda olduğunu söylemek hiç de yanlış olmaz. Ki internette araştırma yaparken 2009 yılında başlanan bir Avrupa Birliği projesinde 500 gram ağırlığında 3 boyutlu haritalamaya sahip ve GPS sinyallerini kullanabilen burada bahsettiğimden çok daha gelişkin mikro uçan robotların yapımına dair bilgilere ulaştım. Buradan çıkarabileceğimiz en önemli sonuç, insanoğlu Mars’a ayak basmadan önce bizim mikro uçan robotlarımız Mars’ı ziyaret edecek…
Gazi Üni. STARLAB Nanoscale Devices and Carrier Transport Group üyesi
Kuark Bilim Topluluğu | Kuark Moleküler NanoBilim Araştırma Grubu
Kaynaklar:
- http://ti.arc.nasa.gov/m/pub-archive/1071h/1071%20(Bardina).pdf
- http://cordis.europa.eu/search/index.cfm?fuseaction=proj.document&PJ_RCN=10381404
- http://en.wikipedia.org/wiki/Microbotics
- http://www.teknoloji.kuark.org/2009/04/06/robot-bilim-adami-dunya-bunu-konusuyor/
- http://www.ntvmsnbc.com/id/25239803/