Geçtiğimiz yıl bilim ve teknolojide yine heyecan verici gelişmeler oldu. Bunların bir bölümünü gazetelerden ve sosyal medyadan ‘seçilmiş haber’ olarak takip edebilsek de, bir bölümü ya gazetelerin arka sayfalarında, ya da ilgili internet sitelerinin fazla tıklanmayan bağlantılarında kaldı. Bilimsel ve teknolojik gelişmeleri ‘medyanın bize verdiği oranda’ takip edebildiğimiz bir ortamda, biz de “2012 yılında bilim ve teknolojide neler oldu?” sorusunu üniversitemizin Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi’nin kıdemli hocalarına yönelttik; kendi alanlarındaki son bir yıl içinde olan önemli gelişmeleri özetlemelerini istedik.
BİYOBİLİM
Prof. Dr. Kemal Yelekçi
Biyoinformatik ve Genetik Bölüm Başkanı
“2012 yılında biyobilimlerde (biological Sciences) en önemli ilerleme ne olabilirdi?” diye bir inceleme yapacak olursak kesinlikle nörobilim olurdu. Özellikle beyinin yapısı ve verileri nasıl işlediği konusunda büyük bir sıçrama yapıldı. Örneğin; Comell Üniversitesi araştırmacıları maymun retinasının (gözümüzün iç çeperinde ışığı sinyale çeviren tabaka) beyine gönderdiği sinyalin şifresini çözdüler. Sonrasında bu kodu kullanarak bunlara karşılık gelen sinyalleri, retinayı atlayarak (bypassing) beyine gönderip görüntüyü oluşturdular. Bu çalışma ileriki yıllarda insanlar tarafından kullanılabilecek. Görüntüyü kodlayarak ve sinyale çevirecek bir gözlük yapılarak, tahrip olmuş retina hastalığından dolayı görme engelli insanların görmeleri sağlanacak, işte size biyonik göz!
Diğer bir önemli gelişme ABD Ulusal Sağlık Enstitüsü (National Institutes of Health, NIH) bilim insanları tarafından insan beyininin ilk haritasının çıkartılması oldu. Harita görünüşte basit, karelere bölünmüş (grid-like) yapıda, 3-boyutlu birçok bağlantı noktalarından oluşmuştur. Burada oluşan her bir bağlantı noktasının etiketinin ve fonksiyonunun ne olduğunu bilmiyoruz. Ancak bu bağlantı noktalarının (corınectome) görevi konusunda 2012 yılında çok önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Bu bağlamda MIT (Massachusetts Institute of Technology) bilim insanları da beyinimizdeki hafıza bölgesini keşfetmişlerdir.
2012 yılı beyin-bilgisayar arayüzü için de çok önemli bir yıl olmuştur. Aygıtlarla beyin aktivitesini ölçerek, nöronların gönderdiği sinyallerden ne yapılmak istendiği tespit edilmekte ve bu bilgiler yazılımlara aktarılmaktadır. Bu yazılımlar beyinin şifresini çözerek beyinin çoklu görevini bilgisayara aktararak kafatası kapasitesini artırabilir. İnanılmaz bir başarı ile robotik kol çalıştırılmasında da bu veriler kullanılabilir.
Yrd. Doç. Dr. Cem Özen
Nükleer Fizikçi
Parçacıkfiziğinde bulmacanın kayıp parçası bulundu Temmuz ayında, Avrupa Nükleer Araştırmalar Merkezi (CERN) bünyesindeki Büyük Hadron Çarpıştırıcısının (LHC) iki ayrı deney grubu, ATLAS ve CMS, birbirlerinden bağımsız olarak parçacık fiziğinin 50 yıldır peşinde olduğu Higgs bozon parçacığının sonunda keşfedildiğini ilan ettiler. Parçacık fiziğinde, bilinen tüm temel parçacıkları ve birbirleriyle etkileşimlerini açıklayan en kapsamlı kuram olan Standard Model’e göre Higgs parçacığı, kütlesel tüm parçacıklara kütle kazandıran mekanizmadan sorumlu. Bu modelde varlığı öngörülen ama deneysel olarak saptanmamış son parçacık olan Higgs bozonunun keşfi ile büyük bir bulmacanın çok önemli bir parçası da yerine oturmuş oldu. Her ne kadar bu gelişme uzun bir yolculuğun sonu gibi dursa da, yeni bir yolculuğun başlangıcı olarak düşünülmesi daha uygun. Zira, parçacık fizikçileri bazı temel sorulara yanıt vermeyen Standard Model’in ötesine geçmek için arayışlara devam etmekteler.
Kuantum bilgisayarları ve kuantum interneti artık çok daha yakın 2012 yılında fizikçiler, bilgi teknolojilerinde çığır açacak yeni uygulamaların kapısını daha da araladılar. Kuantum mekaniğinin tuhaf fenomenlerinden birisi olan kuantum dolaşıklığı çok önemli ilerlemeler kaydedilen bir konu oldu. Dolaşıldık terimi, normalde birbirlerinden tamamen ayrı iki cisim arasında sonradan tesis edilen kuantum mekaniksel bir ilişiklilik halini karakterize ediyor. Öyle ki, dolaşık bir çift obje kuantum mekaniksel olarak artık tek bir cisim gibi davranıyor. Çifti oluşturan objelerin biri üzerine uygulanan kuantum mekaniksel bir etki, aralarındaki mesafeden bağımsız olarak, yani anında, çiftin diğer elemanı tarafından da hissediliyor. Alışık olduğumuz klasik dünyada bir eşi olmadığından sağduyumuza ters gelen ve Einstein gibi ünlü fizikçilerin de kabullenmekte zorlandıkları bu özellik son yıllarda hızlı ilerlemeler yaşanan kuantum bilgi teknolojilerinde anahtar bir role sahip. Geride bıraktığımız yıl içerisinde Çin’in Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden bir grup ilk kez rubidium atomlarından oluşan makroskopik boyutlarda bir sistemde bu hali yaratmayı başardı. Viyana Üniversitesi’nden diğer bir grup ise Kanarya adalarında yarattıkları dolaşık bir foton çiftini 144 km’lik bir mesafe arasında aktararak bu alanda bir mesafe rekoru kırdı. Bu mesafe iletişim uydularıyla bilgi aktarımı için gerekli mesafeye yakın olduğu için kuantum internetinin artık gerçeğe çok yakın olduğunu söyleyebiliriz. Kuantum fiziğinin temel yasaları sayesinde bilgi hırsızlığına mutlak şekilde kapak olan kuantum iletişim ağlan, bilgi güvenliği konusunda devrimsel bir gelişme olarak görülüyor. Bu alandaki bir diğer büyük adım da Amerika’dan geldi. IBM ve Güney Califomia Üniversitesi tarafından ortaklaşa geliştirilen bir kuantum işlemci, muhafaza edilmesi çok zor bir hal olan kuantum dolaşıklığının pratik uygulamalara imkan tanıyacak şekilde idaresine olanak tanıyor. Henüz işlem kapasitesi sınırlı da olsa bu gelişme sayesinde günümüzün en güçlü süper bilgisayarlarının bile yanında çok mütevazi kalacağı kuantum bilgisayarlarının temellerinin atıldığım söylemek mümkün.
MATEMATİK
Prof. Dr. Ayşe Hümeyra Bilge
Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü
Bilimde ve teknolojide yeni gelişmeler baş döndürücü bir hızla ilerler ve teknoloji aynı hızla tüketilirken, Matematik’te, deyim yerinde ise her şey ağır çekimde ilerler, buna karşılık çözülen her problem, sonsuza kadar doğru ve geçerli olarak kalır. Bu açıdan baktığımızda, “Matematikte bu yıl ne oldu?” sorusuna cevabımız, 328 yıllık Fermat Teoremi’nin çözüldüğü 1993 yılı ya da bir asırlık Poincare Samsı’nın çözüldüğü 2003 ve onaylandığı 2010 yıllan ile karşılaştıldığında “Sönük Geçti!” olacak. Matematiğin Nobel’i (ya da Oscar’ı) diyebileceğimiz, dört yılda bir verilen “Fields Medal” için de 2014 yılını beklememiz gerekiyor.
Ancak 2012 de bir başka önemli ödül sahibini buldu. Norveç Bilimler Akademisi’nin verdiği Abel Priz’ı (Grammy eşdeğeri desek?) bu sene Macar asıllı matematikçi Endre Szemerdi aldı. Szemerdi, efsanevi Paul Erdös’ün ekolünden geliyor ve ayrık matematiğe getirdiği yeni yaklaşımlarla tanınıyor.
2012 yılını bir de genç denebilecek bir yaşta kaybettiğimiz dahi matematikçi WiUiam Thurston ile hatırlayacağız. Thurston geometri alanında, 3-manifoldların teorisine yaptığı katkılar nedeniyle 1982 yılında Fields Medal aldı. Önemli katkılarından biri olan Geometrizasyon Teoremi’nin kanıtının tamamlanmasının 20 yıl alması, matematikte işlerin nasıl yürüdüğünün bir başka göstergesi.
2012 yılında 125. doğum gününü kutladığımız bir diğer ilginç kişi, Hint asıllı matematikçi Srinivasa Ramanujan. Ramanujan sayılar arasındaki inanılmaz bağıntıları görmesi ve bu bağıntılardan yola çıkarak yaptığı dahice ispatlarla tanınıyor. 32 yaşında hayatım kaybetmiş olan bu dahi matematikçi ile yine bir başka incelikli matematik dehası olan G.H. Hardy arasında geçen 1729 sayısı ile ilgili konuşmanın izini sürmeyi okuyuculara bırakalım. Bu arada yeri gelmişken Hardy’nin TÜBlTAK yayınlan arasında çıkmış olan ‘Bir Matematikçinin îtiraflan’ kitabını, matematikçi olmayanlara da önerelim.
“2012’de Matematikte Neler Oldu?” sorusuna son cevaplarımız, son sayfa haberleri olacak: Penguen sürülerinin toplaşmasımn matematiksel modeli yapılmış; fırtınalar ve seçim sonuçlan matematiksel metotlarla tahmin edilebiliyormuş; hatta Twitter’da hangi konuların konuşulacağı da birkaç saat öncesinden öngörülebiliyormuş...
İLETİŞİM TEKNOLOJİLERİ
Prof. Dr. Erdal Panayırcı
Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölüm Başkanı
Telekomünikasyon (iletişim) teknolojilerindeki gelişmeler özellikle geçen yüzyılın son çeyreğinde büyük bir hız kazanmış ve günümüze gelinceye kadar gerçekten etkileyici ve yenilikçi ürünlerle dünyada en büyük sanayi dallarından birisi olmuştur, iletişim teknolojilerindeki baş döndürücü gelişmelerin temel nedeni, transistörle başlayan ve çiplerle devam eden mikroelektronik devrimi ve bütün iletişim araçlarına bilgisayar yardımıyla dijital iletim ve işleme yöntemlerinin girmesidir. Kanımca, bu süre içinde günümüz insanlarının yaşamının ayrılmaz bir parçası haline gelen kablosuz mobil iletişim sistemleri ve internet yeni yüzyıla damgasını vuracak en önemli buluşlardır. Bu bağlamda telekom sektörü, bu alanda yaşanan çarpıcı değişimler ile, cep telefonu ve kablolu TV operatörleri, internet servis sağlayıcıları, kablosuz iletişim, uydu operatörleri ve mobil iletişimi de kapsayan çoklu hizmet sağlayıcıları tarafından çevrelenmiş durumdadır. İletişim ve bilgi teknolojileri 2012 yılını 201 l’de olduğu gibi hareketli geçirdi. 2011 yılında yüzde 10 büyüyerek 35 milyar dolan bulan ve Türkiye ekonomisinden daha fazla pay alır hale gelen sektör, 2012’de yüzde 6 civarında büyümüştür. Bu gelişmeler içinde, dünyada cep telefonu kullanan kişilerin sayısı 1.3 milyan aşmış durumdadır ve bu rakam önümüzdeki yıllarda da katlanarak artmasını sürdürecektir. Dokunmatik ekranlı cep telefonlan, tablet bilgisayarlar, üçüncü nesil (3G) sistemler, üç boyut teknolojisi, internet televizyonu, mobü internet gibi gelişmeler hayatı daha hızlandınp 2012’ye damgasını vurdu. Yeni oluşum ‘bulut bitişim ve iletişim’, verileri sanal ortama taşıma olanağını doğurdu. Yakınsamayla da ses, veri ve video entegre ağlar üzerinden verilmeye başlandı. Genişletilmiş gerçektik (augmented reatity) de gelişen yeni bir alan olarak karşımıza çıktı. Ayrıca bu yıl 3G iletişim teknolojisinin yeteneklerini 100 katma çıkaran ve çok hızlı tren ve uçaklarda bile geniş bandlı iletişim servislerim sağlayabilen çok yüksek mobititeli yeni nesil (4G) iletişim teknolojisi Japonya, Kore ve Almanya gibi ülkelerde pilot olarak uygulanmaya başlandı ve önümüzdeki yıllar içinde tüm dünyada telekom operatörleri tarafından yaygınlaşarak kullanılacak.
Ancak iletişim alanında bu yıla damgasını vuran en önemli iki gelişme ve bunların endüstriye yansımaları, ‘yeşil iletişim’ ile ‘nano ve moleküler iletişim’ teknolojileridir. Bu konularda yapılan yoğun araştırma ve geliştirme çalışmalarının önümüzdeki yıllarda da büyük bir ivme kazanacak.
Yeşil Iletişim (Green Communications)
Gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerdeki kablosuz mobil iletişim gereksiniminin karşılanması için her yıl 120.000’in üzerinde baz istasyonunun kurulması gerekmektedir. Diğer taraftan bir telsiz operatörünün sahip olduğu her baz istasyonunun çalışması için gerekti enerjiye ödediği tutar, tüm masraflarının yüzde 5O’sini oluşturmaktadır. Buna paralel olarak orta büyüklükte bir kablosuz hücresel iletişim ağı yaklaşık 1700 evin harcadığı elektrik enerjisine eşdeğer bir enerji harcamaktadır. Bu enerjinin bir kısmının havayı kirleten dizel yakıtlarından sağlandığı düşünülürse, aynı başarımla ancak daha az enerjiyle gelecek nesil yeşil iletişim sistemlerinin tasarlanmasının ne kadar önem kazandığı anlaşılmaktadır. 2012 yıh içinde yeşil iletişim teknolojilerinin gelişmesi yönünde çok sayıda bilimsel konferanslar yapılmış ve birçok endüstriyel kuruluşta başlatılan ARGE çalışmalarıyla bu konuda önemli gelişmeler sağlanmıştır. Son olarak, yeşil iletişim sistemlerinin daha az enerjiyle çalışmaları nedeniyle, baz istasyonlarının ve cep telefonlarının uzun dönemde insan sağlığına etki edebilecek olası olumsuz etkileri azalacaktır.
Nano ve Moleküler İletişim
Diğer yandan, nano teknolojiler alanında üretilen nano cihazlar arasındaki iletişimi sağlamak için, nano iletişim sistemlerinin tasarımı ile ilgili yapılan bilimsel araştırma ve geliştirme çalışmalarında başarılı sonuçlar alınmaya başlanmıştır. 2012 yılında hız kazanan bu çalışmaların özellikle moleküler iletişim üzerinde yoğunlaştığı görülmektedir. Bu konularda yapılan bilimsel yayınlarda da 2012’de büyük bir artış gözlenmektedir. Klasik haberleşme sistemlerinde olduğu gibi, bir moleküler iletişim sistemi de üç bölümden oluşmaktadır: Verici, Kanal ve Alıcı. Verici, göndermek istediği veriyi, “bilgi taşıyan moleküller” adı verilen, bir tür molekülün yoğunluk sinyali üzerinden kodlayıp kanal ortamına iletmektedir. Hücrelerarası ortam olarak tanımlanan kanalda difuzyon/brown hareketi ile ilerleyen moleküllerin bir kısmı alıcıya belli bir süre sonra ulaşmaktadır. Alıcı, hücre çeperlerine gelen molekülleri, bu moleküller için var olan reseptörleri aracılığıyla hücre içine alır ve moleküllerin yoğunluğuna göre gönderilen veriyi tekrar oluşturarak haberleşmeyi gerçekleştirir.Vakit 2012 yılında genel anlamıyla bilgi teknolojileri alanında akılda kalan en önemli bazı gelişmeler aşağıdaki gibi sıralanabilir:
Facebook sosyal paylaşım sitesinin Instagram adlı paylaşım sitesini 1 milyar dolar gibi rekor bir fiyatla satın alması herhalde en önemli olaylardan biriydi. Zira Instagram 12 kişinin çalıştığı çok genç bir firma iken sahibine 400 milyon dolar kazandırmış, her çalışanı ise yaklaşık 50 milyon dolar sahibi olmuştu.
Youtube ortamında en çok izlenen video Gangnam Style oldu; Facebook üye sayısı bir milyarı aştı; Twitter’ın üye sayısı 200 milyonun üstüne çıktı; dünya siyasi tarihinde bir ilk olarak ABD Başkam Barak Obama’nın 2012 seçimlerinde 20 milyon adet tweet atıldı; Cumhurbaşkanımız Abdullah Gül dünya çapmda 2.4 milyon takipçisiyle en fazla izlenen 3. lider oldu.
Bu yüzyıl içinde gelecek nesil iletişim sistemlerinin gerek hız, iletim kapasiteleri, sunulan servisler ve enerji; ve gerekse boyut bakımından yepyeni ve özgün yapılara dönüşeceği ve önümüzdeki yıllarda da bu konularda çok daha heyecan verici ve inovatif buluşlara tanık olacaktır.
BİLGİ TEKNOLOJİLERİ
Prof. Dr. Hasan Dağ
Enformasyon Teknolojileri Bölüm Başkanı
l99O’lı yıllarda başlayarak hayatımıza giren Internet ve buna bağlı olarak Bilgi Teknolojileri uygulamaları baş döndürücü bir hızla ilerlemekte ve artık hayatımızın vazgeçilmez bir etkileşim, eğlence, sosyalleşme, bilgi edinme aracı haline gelmektedir. Artık internet sayesinde dünyada olup bitenler arımda dünyanın diğer ucuna ulaşıyor, Ortadoğu’da olduğu gibi diktatör ülke yönetimleri bilgi teknolojilerinin etkin kullanımı ile devrilebiliyor, seçimlerin sonucu ciddi oranda etkilenebiliyor, ticaret daha önce hayal edilemeyecek şekilde biçim değiştiriyor. Bu açıdan baktığımız
Yukarıdaki resim 6 Kasım 2012 tarihinde Barak Obama tarafından twitter’e “4 yıl daha” etiketiyle gönderildi ve devamında 800.000’ den fazla kez üyelerce birbirlerine gönderildi.
Apple’ın iPhone 5’i piyasa sürüldü ve insanlar bu cihaza sahip olabilmek için günlerce mağaza kapılarında yattılar. Buna karşılık Samsung firması Galaksy S3’ü 30 milyondan fazla satmayı başardı ve rakibi Apple’a karşı 1 milyar dolar patent hakkı davası kazandı.
Bu başarılara karşılık bu alandaki bazı başarısızlıklar da dünyayı şaşırttı. Linkedln profesyonel özgeçmiş paylaşım sitesi 6.5 milyondan âzla kullanıcısının şifrelerinin Rus hackerler tarafından ele geçirildiğini kabul etti. Özellikle iş dünyasının üst düzey yöneticilerinin kullandığı Blackberry cep telefonlarını üreten RIM firmasının Eylül 2012’de 3 saatlik bir hizmet kesintisi dünya çapmda yüzde 6 müşteri kaybına yol açarken şirketin yöneticisi özür dilemek zorunda kaldı. Yahoo’nun 400.000 üyesinin kullanıcı adlarının ve şifrelerinin ele geçirilmesi firma hakkında ciddi güvenlik kuşkularına neden oldu. McAfee güvenlik yazılımı üretici firmasının kurucusu katil zanlısı olarak yakalandı.