TEKNOBİLİM;

BİN BİR ZAHMET: BİR ADIM

“Kendi nefislerinizde de ibretler vardır görmüyor musunuz?” (Zariyat 51)

 

Hareket, fizik biliminde, sabit kabul edilen bir noktaya göre zamanla yer değiştirme olarak tanımlanır. Yine fizik bilmine göre kainatta durgun bir nokta dahi yoktur. Hareket bir atomun içerisindeki atomik parçacıklardan başlayarak moleküllere, cisimlere, gezegenlere, galaksilere ve nihayet kainatın kendisine varıncaya kadar her yerde ve sürekli meydana gelir. Hareketin bir an inkıtaya uğraması kainatta kaos meydana getirir. Bu arada Mevlana Celaleddini Rumi’nin Haktan alır halka dağıtırız görünümündeki sema (dönme) hareketi kainatın hareketidir. Bu dönme hareketi ile de tüm varlıklar –hal dilleri ile- kendilerini Yaratan’ı devamlı zikir halinde olduklarını işaret ederler.

Hayat sürecinde bazı anlar çok önemlidir. Bunlardan biri de ilk adımdır. Her zaman şahit olduğumuz olaylardan biri de bir bebeğin düşe-kalka yürüme çalışmalarıdır. Onun için anneye bağımlılıktan kurtulmanın yolu da özgür bir fert olma yolunda atılan ilk adımdır ve bu sevinç ve neşe kaynağıdır. Ama hiç düşündük mü acaba o ilk adımın arkasında hangi zahmetler, hangi fiziksel-kimyasal olaylar vardır?

 

İlk şart: Taşıyıcı sistem

Yürümenin ilk şartı vücudunu taşıyan özel bir sistemin yani iskelet (kemik) sistemimizin var olmasıdır. Bu sistemin temel vazifesi vücudu taşımaktır. İnsan vücudunun yaklaşık % 20’sini kemikler oluşturur. Yani 16 kg’lık kemik, 80 kg ağırlığındaki insan bedenini taşır. Atılan her adımda bu sistem üzerine vücut ağırlığının üç katı kadar bir yük biner. Kemik yapısı dışı sert içi ise daha yumuşak bir dokudan oluşur. Eğer içi de sert olsaydı kemik sistemi çok ağır olurdu. Bunun sonucu olarak da atılan bir adımda hem çok fazla enerji harcanmış olur, hem de kemiklerin kısa sürede kırılgan bir hale gelmesine sebep olurdu.

 

Omurga ağır yük taşır

İnsanın rahat hareket edip yürüyebilmesini sağlan bir başka yapı omurgadır. Omurga “omur” adı verilen 33 tane yuvarlak kemikten oluşur. Şekli S’ye benzer. Bu şekil her adımda yerden insana doğru gelen tepki kuvvetinin emilmesini sağlar. Bunu da omurlar arasındaki kıkırdak dokunun esnekliği sağlar. Aksi takdirde her adımda doğan tepki kuvveti direkt olarak kafatasına iletilir ve omurganın üst ucu, kafatası kemiklerini parçalayarak beynin içine girerdi.

 

Yürümenin görevlisi: Ayaklar

Ayaklar yürüme faaliyetinin en önemli kısmını üstlenen bölümdür. Ayak tabanındaki kavisli şekil vücut ağırlığına karşı kemiklere destek verecek şekle sahiptir. Bu kavisten yoksun olan düz tabanlar yürüme sırasında çok zorluk çekerler.

Yürüme esnasında dizler hemen hemen düz olup çok az bükülür. Vücut 35 mm.’lik bir aralıkta yukarı-aşağı hareket eder. Bu olay yerin ayağa uygulandığı tepki kuvvetinin dizde ve kalçada moment oluşturmasına engel olarak, kasların gereksiz yere çalışmasına engel olur.

Ayağımız önce topuk olarak yerle temasa geçer, temasın sonuna doğru parmak ucuna yükseliriz. Bunun yapılabilmesinde ayak parmaklarına bilhassa da ayak baş parmağına büyük iş düşmektedir. Baş parmağı olmayan insanların yürüme zorluğu çekmesi bundandır.

 

Her hareket için motor gerekir

Yapısı ne kadar mükemmel olursa olsun taşıyıcı sistemin varlığı yürümek için tek başına yeterli değildir. Taşıyıcı sistemin hareketini sağlayan kas sistemidir. Vücudumuzda hareketi sağlayan kaslar bünyelerinde milyarlarca küçük motor barındırırlar. Bunlar “kas lifleri”dir. Kas lifleri bize su içirir, konuşturur, yürütür, kalbimizi attırır, gözümüzü kırptırır…

Yürürken 100’e yakın kas çalışır. Bu kaslar kas çalışmasına rağmen yürüme sırasında harcanan enerji oldukça düşüktür. Ancak yürüme hızı arttıkça harcanan enerji de artmaktadır. Yürüme sırasında harcanan enerjinin en ekonomik olduğu yürüme hızı 1,3 m/s veya 4,68 km/saat olarak hesaplanmıştır. Yürüme sırasında yürüme hızına bağlı olarak adım aralığı değişmektedir. Adım aralığı bilinçli olarak ayarlanmaz, otomatik olarak –hıza bağlı olarak- kendiliğinden ayarlanır. Kainattaki azami tasarruf prensibi gibi harekette enerjinin israf edilmemesi olarak karşımıza çıkmakta, üstelik bu prensibi farkında olmadan uygulamaktayız.

İnsanın yürüyebilmesi, dahası hareket edebilmesi için kasların ve kemiklerin birbirine bağlanmasının da ayrı bir önemi vardır. Kaslar kemiklere özel bir yapı ile bağlanırlar. Eğer bu bağ şimdikinden daha gevşek olsaydı kemik kastan ayrılırdı. Daha sıkı olsaydı kas hareket edemezdi.

 

Denge, her alanda gerek

Yürümenin, dahası hareket edebilmenin olmazsa olmaz şartlarından biri de dengedir. Taşıyıcı ve kas sistemi ne kadar mükemmel olursa olsun vücudun denge mekanizması olmadan bir adım dahi atılamazdı.

Bu sistemin önemli bir parçası iç kulakta yer alır. Ve bu sistem tüm bedenimizi her saniye ve sürekli olarak kontrol ederek dengemizi sağlar.

Sistem 6,5 mm çapında içi özel bir sıvı ile dolu kanallar ve bu kanallarda algılayıcı olarak çalışan tüycüklü hücrelerden oluşur. Biz herhangi bir hareket yaptığımızda sıvı hareket eder ve tüycükleri titreştirir. Bu titreşim sonucunda elektrik sinyalleri oluşur. Sinyaller sinir hücreleri aracılığı ile beynin arka tarafındaki “beyincik” denen organa iletilir. Beyincik bu sinyallerin şifresini algılar ve yorumlar. Ancak dengeyi sağlamak için vücudun diğer bölgelerinden de gelen bilgi şifreleri toplanıp anında analiz edilerek vücudun yer çekimine karşı konumu belirlenir. Ortaya çıkan analiz sonucu sinirler vasıtası ile yine anında kaslara emir olarak iletilir ve vücut dengesi sağlanır. Bu harikulade işlemler, saniyenin yüzde biri kadar kısa zamanda gerçekleşir. Oysa biz içimizde her saniyede defalarca tekrarlanan bu mucizevi oluşumun hiç farkında değilizdir. Yürürüz, koşarız, oynarız… Oysa vücudumuzda gerçekleşen hesapların bir anını kağıda döksek binlerce işlem yapmak gerekir. Kısacası bin bir zahmetin adı bir adımdır.

Bugün yüzlerce mekanik, elektronik ve bilgisayar mühendisinin bir araya gelerek, üzerinde yıllarca çalışarak, yüz milyonlarca dolar harcayarak ürettikleri robotların ana hedeflerinden biri insan gibi, iki ayağı üzerinde, omurgası dik bir biçimde yürümesini sağlamaktır. Kısmen başarılı olunmuştur. Ancak yürüyüş çok acemice olduğu gibi, yere düşen bir robot ayağa kalkamamaktadır. İki yaşındaki bir bebek ise, yere düştüğü zaman, vücudundaki mükemmel koordinasyonla sistemlerin birlikte ve uyumlu çalışması sonucu anında ayağa kalkabilmektedir.

Özetle dinamik, mukavemet, enerji tasarrufu gibi mühendislik prensiplerinin insan yürüyüşünü temin etmede mükemmel bir şekilde uygulandığını görmekteyiz.

Adımlarımızın, bir adımdaki bin bir zahmeti rahmete çeviren Rabbe yönelmesi ve bereketlenmesi dileğiyle...

 

 

İLERİ TEKNOLOJİ

 

BİLİM KURGU ÜNİFORMA

Ordu ve üniversite, nanoteknoloji ürünleri kullanarak, ABD

askerleri için yüksek korumalı kıyafetler üretmek için birlikte çalışıyor.

 

ABD Ordusu ve Massachuttes Teknoloji Enstitüsü (MIT) tarafından oluşturulan bir ekip, askerlerin en yüksek seviyede korunması için yeni kıyafetler tasarlıyorlar. Newsweek dergisinin 24 Şubat tarihli sayısında yer alan habere göre, MIT’te görevli Profesör Ned Thomas ve sekiz bilim adamı tarafından geçen ay içerisinde gerçekleştirilen testler, askeri techizat konusunda çığır açacak cinsten sonuçlar doğurabilir.

Bilgisayar ortamında tasarlanan askeri kıyafetlerin, arazide gerçek askerler tarafından kullanımını görmek için gerçekleştirilen bir dizi test “BDU” (Battle Dress Uniform - Savaş Kıyafeti ) adı verilen üniformaların, kullanılan nano teknoloji ürünü malzemeler sayesinde hafif ve su geçirmezlik sınavlarını geçtiğini gösterdi.

Altı gün süren tatbikat sırasında kullanılan yeni kıyafetler savaş koşullarında başarılı olurken, saptanan yeni ihtiyaçlar çerçevesinde MIT’in Cambridge’deki laboratuvarlarında akademisyenler yeni çalışmalara başladı.      

 

ÖNCE GÜVENLİK

Yeni kıyafetin askerlerin sadece rahat hareket edebilmelerini değil, güvenliklerini de artırdığını belirten uzmanlar, kıyafetin belki de ipek kadar hafif olmadığını ve kurşun geçirmezlik özelliği bulunmadığını doğruluyorlar. Ancak, teknoloji harikası kıyafet, biyolojik ve kimyasal tehditler sırasında moleküler seviyede değişim geçiriyor ve zehirli gazların geçişini engelliyor. Kıyafet, içerisindeki askerin yaralanması durumunda da bunu algılıyor ve önlem alıyor. Örneğin bir askerin bacağından vurulması durumunda, pantolunun bacak kısmı şişerek, bir desteğe hatta yapay bir kasa dönüşüyor. Kumaşın içerisine dokunan nano sensörler, askerlerin hayati sağlık verilerini sıhhıye takımına iletiyor. Askerlerin heyecanını tespit etmek için nefeslerindeki nitrik oksidi de ölçümleyen kıyafet, çalışmalar tamamlandığında üzerilerine doğrultulan lazer ışınlarını da tanımlayarak askeri uyarabilecek.

       

50 MİLYON DOLAR DESTEK

Bu çalışmaların yürütülmesinin ardında pek çok kuruluş büyük düşünmeyi tercih ederken, MIT’in küçük, gerçekten çok küçük düşünebilmesi yatıyor. Savaş uçakları, tanklar ve uçak gemileri gibi devasa büyüklükte malzemeye milyarlarca dolar harcayan ABD Ordusu, geçen yıl içerisinde, nano teknoloji çalışmaları yapması ve bu teknolojiye sahip askeri ürünler geliştirmesi için MIT ile 50 milyon dolar tutarında bir anlaşma imzalamıştı. MIT, Raytheon ve Du-Pont firmalarının yanısıra Boston’daki iki hastaneyle birlikte tamamı beş yıl içerisinde tamamlanacak bir proje başlattı. MIT bünyesinde kurulan 2.600 metrekarelik nano enstitüsü mayıs ayında hizmete girecek.