GELECEĞİN ORDULARI
Toplumların "bilgi toplumu" olma yolundaki süreçlerinin bugün ulaştığı nokta, geleceğin savaş alanında çarpı­şanların silahlar yerine bilgi olacağı­nın sinyallerini veriyor. Ancak silah teknolojisi alanındaki çalışmalardan da vazgeçilmiş değil. Bu çalışmalar­dan en önemlilerinin altındaki imza­nın sahibi, ABD Savunma Bakanlı-ğı'nın, askeri sistemlerin teknolojik açıdan geliştirilmesinden sorumlu biri­mi DARPA (İleri Savunma Araştırması Projeleri Enstitüsü). DARPA'nm 1958 yılındaki kurulma amacı, savunma amaçlı teknolojiler geliştirmek. O gün­den bu yana alanında öncü olma özel­liğini koruyan DARPA, sürekli yeni projeler üzerinde çalışmalarını sürdü­rüyor. Bu projelerin sonucunda geliş­tirilen teknolojilerin uygulama alanla-nıysa, savunmayla sınırlı kalmıyor; ara­larında oldukça önemli endüstriyel so­nuçlara sahip olanlar da var. Örneğin bugün artık tüm kişisel bil­gisayar kullanıcılarının evleri ne kadar girmiş bil­gisayar faresi ve İn-ternet gibi teknoloji­ler, DARPA'da yapılan çalışmaların sonucu.
BİLİM veTEKNİK 34 Ocak 2002
Günlük hayatlarımızın önemli bir par­çası haline gelmiş cep telefonlarımızın çalışmasını sağlayan ciplerde de, DAR-PA'nın parmağı var.
Savaş Uçakları
Savaşlarda kullanılacak teknolojile­rin geliştirilmesi söz konusu olduğun­da, en çok önem verilen araçlardan bi­ri savaş uçakları oluyor. Savaş uçakla­rının geliştirilmesi alanındaki çalışma­lar, özellikle üç ana başlık üzerinde yoğunlaşıyor: uçakların yük kapasite­sini artırmak, dikey iniş yeteneği ve uçaklardan fırlatılan füzelerin daha hızlı olmasını sağlamak. Bir savaş uça­ğının, oldukça büyük bir yük taşıma kapasitesine sahip olması gerekiyor. Bugüne kadar üretilenler arasında yük kapasitesinin çok fazla olduğu ör­nekler varsa da, ulaşılmak istenen miktar varolanların çok daha ötesinde. Örneğin DAR-PA'daki yetkililerin 2005 yılının başında üretimini tamamla­mayı planladıkları sa­vaş uçağı, yaklaşık 10
ton ağırlığında patlayıcı taşıyabilecek. Aşılması gereken sorunlardan bir di-ğeriyse, üretilen uçakların yere dikey İniş yapabilme özelliğine sahip olması. Dağlardaki mağaralarda kamp kura­rak gizlenen teröristlerin konumlan, hava alanlarından ya da İniş yapılabi­lecek geniş düz arazilerden oldukça uzakta. Bu, teröristlerin bulundukları yerlerin yakınlarına iniş yapabilmek İçin, boş bir alana ya da platoya dikey olarak iniş yapabilecek uçaklar gere­ktiriyor. DARPA'nm dilek kutusuna atılan isteklerin başında da, askerlerin teröristlerin yakınlarına inebilmelerini sağlayacak bu tür uçaklar yer alıyor. Uzunca bir süredir bu konuyla ilgili çalışmalar sürüyorsa da, henüz umut verici bir İlerleme sağlanabilmiş değil. Uçaklardan gönderilen füzelerin hızıy-sa, üzerinde çalışılan konular arasın­da. Temel amaç, yüksek hızla uzun sü­re gidebilen füzelerin üretilmesi. Özel­likle dağlarda barınan teröristler gibi yakalanması zor hedefler söz konusu olduğunda, hedefin vurulması için gere­ken süreyi azaltmak oldukça önemli hale geliyor. Gemiler ya da uçaklarca uzaktan fırlatılan seyir (cruise) füzele­rinin, sesten daha yavaş gitmeleri ne-
deniyle, hedefe ulaşıp vurmaları nere­deyse l saate varıyor. Sesten 6 kat hızlı gidebilen hiper hızlı füze çalışma­larının amacı, bu süreyi dakika ölçeği­ne indirmek. Fransız ve Finlandiya or­dusunun sahip olduğu füzelerden ba­zıları, gerçekten de oldukça hızlı. An­cak bunlar, bildik füzelere göre çok küçük. ABD'nin bu alandaki geliştir­me çalışmalarıysa, DARPA tarafından sürdürülmekte.
Savaş Robotları
Savaş teknolojilerindeki önemli ça­lışma alanlarından biri, insansız savaş uçaklarının ve robotlarının üretilmesi. Bugüne kadar birçok insansız savaş uçağı, deneme uçuşlarını başarıyla gerçekleştirdi. Bunların arasında geç­tiğimiz yaz aylarındaki deneme uçuşu­nu başarıyla gerçekleştirmiş olan, DARPA'nın ürettiği Boeing modeli in­sansız savaş uçağı da var. Predator (Yırtıcı) ve Global Hawk (Dünya Şahi-ni) isimli uçaklar da, bu alandaki başa­rılı örneklerden. Savunma teknolojisi alanındaki en büyük umutlardan biri, bu örneklerin sayısını artırarak, savaş-lardaki tehlikeli görevlerin tümünü in­sanlar yerine robotlara yaptırmak. Özellikle, ilk başta yapılacak ön saldı-rılar ya da mayınların temizlenmesi gi-bi görevlerin robotlarca yapılması, in­sanları birçok tehlikeden koruyabilir. Ayrıca algılayıcı görevi yapacak küçük robotlar, düşmanı tarayarak kimyasal ya da biyolojik silah bulundurup bu­lundurmadığını anlayabilir. Ancak bunların gerçekleşmesi için, bu görev­leri yerine getirebilen birbirinden ba­ğımsız savaş robotlarının üretilmesi
DARPA'nın robot savaşçıları, birçok kamera ve algılayıcıyla donatılmış. Ancak bu robotlardan oluşacak bir ordunun koordine edilmesi için gerekli yazılımlar, oldukça karmaşık.
yeterli değil. Asıl önemli olan, bu özel­liklere sahip onbinlerce robottan olu­şan bir birliği güvenli ve doğru bir şe­kilde kontrol ve koordine edebilmek. Bu alanda çalışan uzmanlara göre bu, ciddi ve aşılması o kadar da kolay ol­mayan bir komuta ve kontrol sorunu. Bu sorunu çözebilmek için DAR­PA'mn başlattığı dört yıllık araştırma projesine ayrdığı bütçeyse, 65 milyon dolar.
Robot bilimleri, yapay zeka ve bilgi­sayar programcılığı gibi farklı alanlar­dan biraraya gelen araştırmacılar, ko­muta ve kontrol sorununu çözmeye yönelik çalışmalarını sürdürüyor. Me­kanik yöndeki sorunların tümü, he­men hemen çözülmüş durumda. An­cak sorunların çoğu da, mekanik özel­liklerin yanısıra yazılım sistemleri üze­rinde çalışılmasını gerektiriyor. Tek bir savaş robotunu kontrol etmek İçin gereken yazılım, zaten yeterince kar­maşık. Bunun nedeni rüzgarın hızı,
şiddeti ve yönü gibi değişkenlerin tü­münün, algılayıcıların sahip olduğu veritabanına entegre edilmesindeki güçlük. Bunu gerçekleştirebilmek İçin, binlerce hesaplama yaparak iş­levsel yönergeleri kanatlara, motorla­ra ve bombanın gönderileceği kapılara iletmek gerekiyor. Tüm bunlar tek bir savaş robotu üzerinde gerçekleştirile-bilse bile, birden fazla robota bu siste­mi yerleştirip bir iletişim ağı ile birbir­lerine bağlamak ve tümünü birarada istenilen hedefe yönlendirecek şekilde kumanda etmek, oldukça güç. Geniş bir alana yayılmış ve birbirleriyle bağ­lantılı binlerce algılayıcının birarada yönetilecek şekilde programlanması, bilgisayar alanındaki en zor konular­dan biri. Bu sorunlar çözüldüğünde, kullanıma yönelik ilk uygulama alanı savaş robotları olacak.
Camsı Metal Umutlan
DARPA'mn bugünlerde üzerinde çalıştığı projeler arasında en merak uyandıranlardan biri, "camsı" metaller üretmek. ABD'nin Körfez Savaşı'nda kullanmasıyla gündeme gelen "Gümüş Mermi"lerde, bilinen en ağır ve yoğun elementlerden biri olan seyreltilmiş uranyum kullanılmıştı. Düşman hedef­lerine çarptıkları anda yüksek ısıyla yanma ve hedefin zırhını eriterek içi­ne girme özelliğine sahip olan bu mer­miler, sıradan mermilerden çok daha tahrip edici. Ancak çevrelerine yaydık­ları ışınım nedeniyle, siviller ve dost kuvvetler İçin de ciddi bir tehlike oluş­turdukları yolundaki iddialar sonlan-mış değil. Ayrıca kullanımlarının ar-
Ocak 2002 35 BİLİM veTEKNİK
California Teknoloji Enstitü'sü'nün metal laboratuarlarında, DARPA'nın desteklediği dağınık atom yapısındaki metallerin üretilmesi çalışmaları sürdürülüyor.
dından, ciddi ve pahalı bîr çevre temiz­liği gerektiriyorlar. Bu olumsuz fak­törler ABD ordusunu, uranyum yerine radyoaktif olmayan bir madde kulla­narak istenilen özellikte mermi üret­me çalışmalarına yöneltmiş. DAR­PA'nın yürüttüğü "camsı" metaller üretme çalışmalarının amacı da, bu ge­reksinimi karşılamak. Ayrıca bu metal­lerin üretimi, İnsansız savaş uçakları ve savaş robotlarının üretimini de ko­laylaştıracak.
Metalin ve camın atomik yapısı, bir­birinden oldukça farklı. Metaller dü­zenli, yani kristal bir atomik yapıya sa­hip. Camınsa gelişigüzel ve şekilsiz bir atomik yapısı var. Ancak rastgele bir atom yapısına sahip bir metal alaşımı­nın, kırılmalara karşı kristal yapıdan çok daha güçlü olacağı, bilimadamla-rınca yaklaşık yarım yüzyıldan bu ya­na bilinen bir gerçek. Camsı metal üretme projesinin temeli de bu düşün­ceye dayanıyor. Temel amaç, görünür­de sıradan bir metal gibi olan, ancak atomik yapısı cama benzeyen bir me­tal üretmek. Bu başarılabilirse, seyrel­tilmiş uranyum yerine camsı metaller kullanılarak istenen dayanıklılığa sa­hip mermiler üretilebilecek. Geçtiği­miz ilkbaharda DARPA, dört yıl bo­yunca sürecek 30 milyon dolarlık bir proje başlatarak bu alandaki çalışma­lara ivme kazandırdı. Çalışmanın te­mel amacı, camsı özelliğe sahip metal alaşımlarının birleştirilip soğutulması ve bunun sonucunda oluşan atomik etkileşimlerin modellenmesi. Bu çalış­malardan beklenen sonuç elde edilebi­lirse, alüminyum, titanyum ve demir gibi yaygın olarak kullanılan ve fabri­kalarda tonlarca bulunan metallerin "camsı" türleri kolayca üretilebilecek. Ancak, bugün ulaşılan noktada camsı metallerin üretimi hâlâ oldukça paha-
BİLİM veTEKNİK 36 Ocak 2002
h ve zor görünüyor.
Dağınık atom yapısına sahip camsı metallerin üretimi gerçekleştirildiğin­de, kristal yapıdaki türlerine göre en az iki kat daha güçlü olan metaller el­de edilmiş olacak. Bu da bugünkün­den çok daha az malzeme kullanıla­rak, yük kapasitesi çok yüksek bir sa­vaş uçağı üretilebileceği anlamına ge­liyor. DARPA yetkilileri, istenilen mal­zemenin üretimi gerçekleştirilirse, bu malzemeden üretilmiş bir savaş uçağı­nın üretimini 15 yıl İçinde tamamlaya­bileceklerini söylüyorlar. Etkisini ön­celikle savunma teknolojileri alanında gösterecek olan camsı metallerin, sivil kullanımlı endüstriyel uygulamalarda da çok büyük bir devrim yaratması bekleniyor.
Savaş Alanı internet Olursa
Savaşların tümü artık yalnızca bil­diğimiz taştan topraktan araziler üze­rinde sürmüyor. Savaşın bir kısmı da internet aracılığıyla, l ve O'lardan olu­şan siber ortamlar üzerinde yapılı­yor, El Kaide'nin 11 Eylül'deki terörist saldırının düzenlenme aşamasında kullandığı İnternet üzerindeki haberleşme ağı, bu gerçeği daha da belirgin ola­rak gözler önüne serdi. An­cak savaş alanı İnternet olunca, kurallar da ta­mamen değişiyor. Gerçek hayattaki savaş ortamın­da geçerli yöntemler, burada etkin olmuyor.
İnternet söz konusu olduğunda, ortamın tek­nolojik boyutu nede­niyle, hepimizin
aklına burada sürdürülecek bir savaş­ta öncelikli şeyin teknoloji üstünlüğü olduğu gelebilir. Nasıl ki mağaralarına gizlenmiş teröristleri ele geçirebilmek İçin milyarlarca dolar harcanarak üs­tün silahlar geliştiriliyorsa, İnternet üzerindeki yasadışı bir haberleşme ağını saptayabilmek İçin de çok para harcayarak ileri yazılım teknolojileri geliştirmek gerekir diye düşünebilirsi­niz. Ne de olsa İkinci Dünya Sava-şı'nda kazanan, teknolojinin kendisiy­di. Pasifik'teki savaşı kazanan ABD, bunu İlk bilgisayarları kullanarak Ja­ponya'nın şifreli iletişimini kırmasına borçluydu. Yine ABD'nin Kosova'da tek bir uçak kaybettiği savaşta da, ba­şarının asıl sahibi Sırp radarlarını atla­tan elektronik savaş sistemleriydi. An­cak bu örneklerin tümünde geçerli olan "teknoloji kazanır!" kuralı, 11 Eylül'deki saldırılarda geçerli olamadı. FBI'ın milyonlarca dolar harcayarak hazırladığı Carnivore isimli gözetleme yazılımı, yapılan saldırıları önceden tahmin edemeyince, teknoloji mahcup duruma düştü. Bu da İnternet üzerin­deki savaşlarda, teknolojinin tek başı­na büyük bir avantaj olamadığını gös­terdi. Carnivore'a yakalanmamayı ba­şaran el Kaide örgütünün kullandı-ı haberleşme ağının teknolojik yapısıysa, rakibine göre ol­dukça basit. Bu haberleş­me ağının başarısı, biraraya getirdiği kişisel bilgisayarların birbirine yakın yerlerde değil de, çok akıllıca dağı­tılmış ayrı merkezlerde olma­sına dayanıyor. Bu da İnternet üzerinde sürdürülecek savaşı ka­zanmak için yapılması gerekenin, tek­nolojilere her yıl milyarlarca dolar ayırmak yerine daha basit ve akıllıca
(telli) bir şekilde yapılmışlar. Bunlar o an ne yaptıklarını çok iyi "biliyorlar". Birçok sensörün yanında bir de tork (dönme anı) düzeneğine sahipler, bu düzenek sayesinde o an neye dokun­duklarına dair bir bilgileri olabiliyor. Ortama uyguladıkları kuvveti hissede­biliyor ve bu esnada nasıl bir dirençle karşılaştıklarını da algılayabiliyorlar. Hirzinger, bu düzeneğin ne kadar iyi ça­lıştığını, enstitünün meşhur bir icadı olan "dört parmaklı el" İle gösteriyor. Bu el bir bardağı dikkatli bir şekilde tut­makla kalmıyor, aynı zamanda Hirzin-ger'in kendisine fırlattığı topları da tu­tabiliyor. "Gerçek zamanlı kumanda he­yecan verici bir olay" şeklinde bir yo­rumda bulunuyor atıcı, tutucusuna gu­rurlu bir bakış fırlatarak.
Topun bir kamera tarafından sağla­nan resimleri gerçek zamanlı olarak iş­leniyor, izleyeceği yol tahmin ediliyor ve el uygun bir konuma yerleştiriliyor. To­pu ne zaman kavraması gerektiğini sen-sörler tarafından kaydedilen torkla his­sediyor. Robot eli gerçi halen insan eline rakip değil, ancak uzay elbisesi içindeki bir astronotun kalın örtüsü içindeki eliyle yarışabilir. Uzayda robot kolları­nın kendi başlarına hareket etmeleri sa­dece birkaç rutin hareketle sınırlı ola­cak. Hareketler büyük ölçüde dünyadan kumanda edilecek.
Ancak burada da ileri teknoloji işin içine giriyor: Kontrol merkezinde robo­ta kumanda eden kişi, stereo sinyaller ve force feedback ile robotun o anda ne yaptığına dair doğrudan bir izlenim el­de ediyor. Kendi elleriyle veri eldiveni içinde robotun o anda neye dokundu-
ğuııu tanı olarak his­sedebiliyor. Bilim adamları buna "tele-presence (uzaktan var olma)" diyorlar.
"Enformatik, ma­kine mühendisliği ve elektronik işbirliğiyle birlikte yeni altın saat­lerini yaşıyor", diyor Hirzinger ve gele­ceğin sadece IT'ye ait olmayacağını düşünüyor. Oberpfaffenho-fer'dakiler 1993 yılında ilk robot­larını uzaya gön­dermişler ve NA­SA mühendisle­riyle olan yarışta önde olmanın mutluluğunu yaşıyorlar. NA-SA'nın robonotu kafa, gövde ve uzay ge­misine bağlanmak için bir bacağın dı­şında her birinde beş parmak olan iki de kola sahip. Bunlar gerçi daha insani gö­rünüyorlar, ancak Almanların dört par­maklı eline göre daha az iş yapabiliyor­lar.
Oberpfaffenhofen'da şimdilerde ge­liştirilen, yeni bir robot kolu iki yıl için­de uluslararası uzay istasyonu ISS'de kullanılacak. Bu kol, bir insan kolu gibi yedi farklı hareket olanağına sahip (res­me bakınız) ve böylece bir İnsan kolu gibi esnek ve becerikli bir şekilde hare­ket edebiliyor.
Uzaydaki kullanım için burada bi­linçli bir şekilde geliştirilen şeyler, bir­kaç yıl içinde dünya üzerindeki yaşamı
HAFIF VE HAREKETLİ: Yedi eklemle Oberpfaffenhofen'daki yeni robot kolu bir insan kolu kadar serbest hareketli. Uzaydaki kullanım İçin kola farklı "el bilekleri" monte edilebiliyor.
da kolaylaştıracaklar. Gerd Hirzinger'in tasavvurlarına göre robotlar insanların üzerinden giderek daha fazla iş alabile­cekler. "Bizim vizyonumuz, eski Ro-ma'daki gibi bir düzen kurmak, ancak insanların değil, robotların köle olduğu bir düzen." Hirzinger'in tahminine göre 10 ila 20 yıl arasında servis robotları, yaşlı ve engelli insanların her an hizme­tinde olabilirler.
Akıllı robotlar günlük yaşamın bir parçası oluyorlar
Cerrahi de robotik sayesinde değişe­bilir, bugün mümkün olandan çok daha küçük müdahaleler robotik sayesinde gerçekleştirilebilir. Minimum müdahale gereken cerrahide uzaktan yönetimle doktorun yapması gereken tek şey elle­rini oynatmak, robot kolları böylece kü­çük açıklıklar arasından gerekli operas­yonu yapabilir.
İnsanların robotlarla birlikte çalış­mak oldukları yerde çok fazla parmak ucu hassasiyeti gerekiyor. Uzay araştır­maları soft-robotu geliştirdi, bu robot dik kafalı bir şekilde hareket etmiyor, aksine laftan anlıyor ve İnsan meslektaş­ları tarafından kibarca kenara itilebili-yor. Japonlar başka bir yol izliyorlar: Robotun akseptansını, onları oyun ar­kadaşları olarak kullanarak artırıyorlar. Sony'nin Aibo'su gibi eğlence robotları, robotların günlük hayatta daha fazla kullanılabilmeleri için önayak olmuş durumdalar.
M F/ Ufuk Yamankılıçoğlu, uyaman@chip.com.tr
ROBOTLARIN GELİŞİMİ
Sony'nin ileri teknoloji ürünü bu oyuncağı, herkesin kullanabileceği ve öğrenebilen bir robot. Robotun günümüzde üçüncü nesli de geliştirildi.
Yapay zeka sayesinde MiT'in bu robotu insan duygularını anlayabiliyor ve kendisi de duygularını gösterebiliyor.
CHIP l EYLÜL 2002