Baş döndürücü bir hızla gelişen teknolojide meydana gelen kısmi duraksamalar, tabiat ve tabiata yerleştirilen mühendislik çözümlerinin araştırılması ile yeni bir sıçrama noktasına gelmiştir. Disiplinler arası yeni bir bilim dalı olarak ortaya çıkan Biyobenzetim (Biomimetics), Yunanca “bios” (yaşam) ve “mimesis” (taklit) sözcüklerinden türetilen bir kavramdır ve tabiatta gördüğümüz form, yapı, sistem ve süreçlerin teknolojiye yani insan yapımı ürün, malzeme ve mühendislik çözümlerine uyarlanmasını ifade eder. Tabiata yerleştirilen verimliliği esas alan harika mühendislik çözümleri hep ufuk açıcı ve yol gösterici olmuştur. Amaç tabiatı doğrudan kopyalamak değil, temel prensipleri analiz edip anlamak ve teknolojiye bu temel prensipleri aktarmaktır.

Meşhur Biyobenzetim Örnekleri

Bu alanda sayısız çalışma vardır. Sadece fikir vermesi açısından üç çok bilinen örnek üzerinde duracağım.

1. Nilüfer Etkisi (Lotus Effect)

Nilüfer yaprağının yüzeyindeki mikro ve nano ölçekli pürüzler, yaprağın su tutmamasını ve üzerine düşen suyun toz ve kirle birlikte yuvarlanıp akmasını sağlar. Bu “kendi kendini temizleme” özelliği, günümüzde su itici boyalar, kirlenmeye dirençli dış cephe kaplamaları ve tekstil yüzeyleri geliştirilirken doğrudan referans alınmaktadır.

2. Yalıçapkını ve Yüksek Hızlı Trenler

Yalıçapkını kuşu, suya neredeyse hiç sıçratma yapmadan dalarak avını yakalar; bunu ince, uzun ve aerodinamik gagası sayesinde başarır. Japonya’da mühendisler, hızlı trenlerin tünellere girerken oluşturduğu gürültü ve basınç dalgası sorununu (ses bombası) çözmek için tren burnunu yalıçapkını gagasının biçimine göre yeniden tasarlamış; sonuçta hem gürültü azalmış hem de enerji verimliliği artmıştır.

3. Cırt Cırt Bant (Velcro)

İsviçreli mühendis George de Mestral, 1941 yılında köpeğinin tüylerine ve kendi kıyafetlerine yapışan dikenli tohumları (pıtrak) mikroskop altında incelemiş ve tohumların yüzeyindeki minik kancacıkların kumaşın ilmeklerine takıldığını fark etmiştir. Bu gözlem, bugün giyimden uzay teknolojisine kadar pek çok alanda kullanılan cırt cırt bandın icadına yol açmıştır.

Kendi Çalışmalarım (Doktora, Yüksek Lisans Öğrencilerim ve diğer akademisyenlerle birlikte)

İki adet çalışmamdan bahsedeceğim.

Beluga Balinasından İlhamla Otobüs Tasarımı

Beluga balinasının kafa formu ilham alınarak yapılan yeni bir otobüs ön gövde tasarımı aerodinamik verimliliği arttırmış, güncel tasarımlarla karşılaştırıldığında yaklaşık %13 yakıt verimliliği sağlamıştır. Bu verimlilik hem sayısal analiz hem de deneysel çalışma ile gösterilmiştir. Daha detaylı bilgi aşağıdaki kaynakta mevcuttur.

Buğday, Arpa ve Yulaf Sapından İlhamla Yeni Kiriş/Kolon Modeli

Buğday, arpa ve yulaf gibi tahıl bitkileri narin olup çok küçük çap/boy oranlarına sahiptirler. Bu ince tasarımlarına rağmen, ağır başaklarını yüksek rüzgâr yükü altında kırılmadan taşıyabilmektedirler. Sap kesitindeki içi boş silindirik yapı ve altıgen şeklindeki iç yarıçap ile dış yarıçap arasındaki hücre yapısı minimum malzeme ile maksimum dayanıklılığı sağlayabilmektedir. Bu gözenekli yapıların matematiksel analizi ile yeni bir kiriş ve kolon tasarımı yapılmış dayanıklılık büyük ölçüde arttırılmıştır. Bu kiriş/kolon yapıları özellikle hafiflikle dayanıklılığın bir arada olması gereken havacılık ve uzay teknolojilerinde kullanılabilecek potansiyele sahiptir.

Sonuç

Yukarıdaki mükemmel örnekler anlatıldıktan sonra genelde bilimsel olmayan bazı yorumlar ideolojik olarak eklenmektedir. Birisi, canlının bu mükemmelliği kendi kendine geliştirdiğidir. İnsanoğlu yüzbinlerce yıllık bilgi ve birikimle ve kendisine bahşedilen müthiş zekâ ile bu mükemmellikleri ancak kısmen kavrayıp taklit edebilirken, yenilikçi düşünceye sahip olmayan ve kendi hayatını devam ettirebilecek kısıtlı bir beyin yapısına sahip olan hayvanların veya merkezi bir beyin sistemine sahip olmayan bitkilerin bu derece mükemmel bir tasarımı kendi kendilerine yapmış olduklarını iddia etmek mantıksızlıktır.

Bundan daha kötü bir yorum ise tabiatın bizzat kendisinin bu mükemmelliği geliştirdiğini iddia etmektir ki, kör, sağır, bilinci ve farkındalığı olmayan ve en önemlisi herhangi bir hedefi olmayan cansız nesnelerin böyle bir mükemmelliğe ve hedefe kilitlenmesi mümkün değildir. Zamanın çok olması sonucu değiştirmez. Matematiksel olasılık hesapları göstermiştir ki bir protein molekülünün bile kendi kendine tesadüfen oluşması için yeterli zaman yoktur. Fosil kayıtları ilk canlıların da yine benzer mükemmellikte inşa edildiğini göstermektedir. Örneğin böcek ve kuşların hareketli kanat uçuş teknolojisi şu anki yolcu uçakları ve savaş uçaklarındaki sabit kanat teknolojisine göre çok üstündür. Ancak, böcekler önce basit uçuş tarzı olan süzülme hareketini yapıp zamanla hareketli kanat uçuşunu gerçekleştirmiş değillerdir. Fosil kayıtları böceklerin en baştan beri bizim uçuş teknolojimizde bir tehlike olarak kabul edilen türbülanslı karmaşık uçuş tekniklerini en baştan beri kullandıklarını göstermektedir.

Tabiatı bir yandan taklit ederek hayatımızı kolaylaştıracak verimli buluşları yaparken diğer yandan da bu mükemmellikleri yoktan var eden sonsuz ilim ve kudret sahibini görmezden gelmemeliyiz.