ROBOTLAR VE MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ

BİLİM DÜNYASINDAN

Prof. Dr. Abdülkadir Erden

Cumhuriyet gazetesi Bilim Teknoloji ekinde (2012) yayımlanmıştır.

ROBOTLAR VE MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ

Robot kelimesi, ilk kez 1926 yılında kullanılmasına rağmen akademik olarak robot kavramını ilk öneren bilim ve mühendislik insanlarından biri 12. yy’da Selçuklu döneminde El-Cezeri’dir. Ünlü bilim adamı hizmetçilerin yerine iş yapan ve sultana hizmet eden otomat makinalar (robotlar) önermiş ve tasarlamıştır. Çağdaş bilim ve teknolojik gelişim süreci içinde ve 21. yy başında ulaşılan düzey itibarı ile robot kavramı, robot teknolojisi ve uygulamaları, insan ve toplum yaşamını değiştirecek, insan konforu (sağlık, barınma, gıda ve beslenme, eğitim, eğlence, seyahat vb.) ve güvenliği ile ilgili temel kavramlarda ve uygulamalarda köklü değişimlere yol açacak önemli bir bilimsel, mühendislik ve teknolojik aşama olarak yaşanmaktadır.

Robotlar, canlıların işlevlerini ve davranışlarını (yaşam biçimlerini) taklit eden, programlanabilir fiziksel yeteneklere ve zekâya sahip, gelişmiş, disiplinlerarası ve çokdisiplinli ögeler içeren mühendislik ürünleridir. Bu tanımda kullanılan “canlıların işlevleri ve davranış biçimleri” ifadesini biraz açıklamak gerekebilir. Hareket etmek (yürümek, koşmak, sıçramak, vb.), iletişim kurmak (konuşmak, yazmak, resim yapmak, gülmek, ağlamak, vb.), yararlı bir iş yapmak (çamaşır yıkamak, yemek yapmak, hasat yapmak, taşıt kullanmak, vb.), profesyonel düzeyde görev yapmak (fabrikada veya bir iş yerinde çalışmak) insanların işlevleri arasında robotlar tarafından gerçekleştirilebilen görevler olarak düşünülebilir. İnsanlar dışındaki canlıları düşünürsek, hareket etme yöntemleri kapsamında; yürümek, sürünmek, uçmak, yüzmek (su üstünde veya su altında), toprak altında tünel açarak ilerlemek vb. hareket biçimleri anlaşılır. Canlıların davranış biçimleri ise, bireysel ve toplumsal etmenlerin etkileşimi ile gelişir ve belirlenir. Robotların bulunduğu ortamlarda robot (makina)-insan birlikteliği ve arayüzü önemli bir özellik olmaktadır. Bu kavramların robotlar üzerinde uygulanması ile hareket eden, iş yapan, iletişim yetenekleri olan, çeşitli davranış biçimleri sergileyebilen tüm makineleri “robot” olarak tanımlamak mümkündür.

Çağımızda birlikte yaşadığımız robotlar ve robot teknolojisi kullanan sistemleri incelediğimizde; sağlık alanında otomatik laboratuvar cihazları, protezler, giyilebilir robotlar olarak isimlendirilen hareket destek cihazları, gündelik yaşamda banka ATM’leri, taşıtlarda güvenlik, konfor ve sürüş kontrol sistemleri, evimizde otomatik çalışabilen mutfak ve beyaz eşyalar, havacılık ve uzay sistemlerinde insanlı ve insansız uçuş sistemleri, fabrikalarda üretim otomasyonu, savunma sanayiinde gözlem ve silah sistemleri gibi örnek uygulamalar öne çıkmaktadır.

Mekatronik Mühendisliği kısaca “robot teknolojisi” mühendisliği olarak tanımlanabilir. Mühendislik, bilimsel ilkeleri, çağdaş ve güncel yaklaşımları kullanan ve bunları özel olarak belirtilmiş ihtiyaçları tatmin etmek üzere uygulayan bir etkinlikler bütünüdür. Mühendisler, bilim insanlarının özel uygulamaları düşünmeden geliştirdiği ve betimlediği ayrıntıları kullanarak fiziksel ürün ve kullanıcı tatmini düzeylerinde çalışarak sonuç alır. Bu kapsamda mekatronik mühendisliği, bir genelleme olarak ve geniş bir yelpaze içinde; “mikroişlemci temelli ürünlerin tasarım ve üretimini kapsayan mühendislik felsefesi” olarak da tanımlanabilir.

Mekatronik Mühendisleri yukarıdaki tanımlara uygun olarak ilgili disiplinlerde bütünleşik bir eğitim almış ve özel konularda uzmanlık kazanmış, tüm ürün/robot tasarımını ve tasarım sürecini her düzeyde denetleyebilen, yönlendirebilen ve tasarımı bizzat yapan ve katkıda bulunan kişilerdir. Mekatronik mühendisleri, kendi konularıyla ilgili farklı disiplinlerden uzmanlarla iletişim kurmak, bu uzmanlık konularındaki bilgilere erişmek ve yorumlamak, ekonomik, yenilikçi ve müşteriyi üst düzeyde tatmin eden bir ürüne dönüştürmek amacı ile üniversite düzeyinde eğitim almış, bu yeteneklerini kişisel olarak geliştirmiş, mühendislik ürünlerini sistem düzeyinden değerlendirebilen, yaratıcı niteliklere sahip uzmanlardır.

Mekatronik ürünlerin diğer mühendislik dallarına göre daha geniş bir bilgi yelpazesi gerektirdiği ve ihtiyaç duyulan bilginin genişliğinin mekatronik mühendisliğinin tanımına uygun olarak makine mühendisliği, elektrik/elektronik mühendisliği ve bilgisayar teknolojisinin ilgili konularının bütünleştirilmesi ile beraber, özellikle tasarım ve ürün ve teknoloji üretimi ağırlıklı bir özellik taşıdığı kabul edilmektedir. Bu nedenle mekatronik mühendislerinin bilgi sahibi olmaktan da öte belirli bir düzeye kadar uzmanlık kazanmaları gereken konuların belirlenmesinde, mekatronik mühendisliği tanımı ile birlikte mekatronik ürünlerin sahip olması gereken özelliklerin ve mekatronik ürünlerin teknolojik olarak gelişim süreçlerinin ve aşamalarının da göz önüne alınması gerekir.

Mekatronik sistemlerin işlevsel düzeyde belirgin nitelikleri şunlardır:

- Mekatronik sistemler kendi durumlarını, konumlarını ve bir parçası oldukları çevrelerini algılayabilirler,

- Algılanan çevre, kendi konum ve durumları ile mekatronik sistemin önceden belirlenmiş görevlerini ve çevre modelini karşılaştırarak kararlar alabilirler,

- Alınan kararları uygulayarak çevreyi, kendi durum ve konumlarını değiştirebilirler.

Gelişmekte olan ve güncel konfor düzeyimizi sağlayan birkaç temel ögeden birisinin mekatronik teknoloji uygulamaları olduğu bilinmektedir. Kullanıcıların günlük yaşamda mekatronik mühendisliği ve robot teknolojisinin farkında olması beklenmemekte, belki de farkında olunmaması kullanıcı konforunu arttırmaktadır. Mekatronik mühendisliği gelişen teknolojik bilgi düzeyi ve teknolojik üretim olanakları ile üretilen yeni nesil ürünlerin sağladığı konforun insan yaşamına aktarılması ve kullanılması sonucu doğan bir mühendislik kavramları bütünüdür.

Mekatronik teknolojinin uygulanması ile sağlanan teknolojik üstünlüklerden bazıları şunlardır:

- Bir ürün içinde çok sayıda işlevi bütünleştirmek mümkündür. Bu husus özellikle kullanıcı tatmini için önemlidir.

- Mekatronik ürün içine kullanıcı konforu ile beraber üst düzeyde kullanıcı ve çevre güvenliğini yerleştirebilinir.

- Mekatronik ürünlerin üretimi geleneksel yaklaşımlara göre daha kolay, esnek ve ucuzdur.

- Mekatronik makinaların tasarım ve fiziksel yapılarında önemli değişiklikler yapılmadan bir üst düzeye yükseltilebilmeleri mümkündür.

Özet olarak mekatronik mühendisliği, yoğun teknolojik nitelikler içeren, ürün düzeyinde üretken ve çağdaş bir olgu olarak gündelik ve uzun dönemli yaşam tarzımızı ve konforumuzu etkileyen önemli bir mühendislik disiplinidir. Birey ve toplum olarak mekatronik ürünler ve robotlarla giderek daha yoğun bir şekilde birlikte olacağımızı biliyoruz, daha sağlıklı bir birliktelik için gerekli mekatronik teknoloji bilincini geliştirmemiz gerekiyor.

Sahibi: Prof.Dr. Abdurrahim Özgenoğlu
Yayın Kurulu: Prof.Dr. İsmail Bircan, Uzman Nilüfer Ünal, Osman Kutlu
Editör: Gülden A Pınarcı
İçerik Yöneticisi:
3 Ayda bir yayınlanır.