ÜTOPYADAN GERÇEĞE: DOĞA BİLİMLERİNİN MİMARLIĞA ETKİLERİ Robotik, Nanoteknoloji ve Genetik T.Didem AKYOL ALTUN 1, Gülden KÖKTÜRK 2 1 Dokuz Eylül Üniversitesi, Mimarlık Fakültesi, Mimarlık Bölümü, Tınaztepe Kampüsü, DoğuĢ Caddesi, No:209, Buca, ĠZMĠR, TÜRKĠYE Tel: 232. 412 8451 e-posta : didem.akyol@deu.edu.tr 2 Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Elektrik-Elektronik Bölümü, Tınaztepe Kampüsü, Buca, ĠZMĠR, TÜRKĠYE Tel: 232. 412 7165 e-posta : gulden.kokturk@deu.edu.tr ÖZET Mimarlık alanında, geliģen teknoloji ile mimarlıkla diğer disiplinlerin iliģkileri sıklıkla tartıģılmaktadır. Bu nedenle bu çalıģmada, bilimsel ve teknolojik geliģmelerin günümüz çağdaģ mimarisindeki etkilerinin genel bir değerlendirmesi yapılacaktır. Ayrıca, mimarlığın doğa bilimleri içersinde yer alan robotik, genetik bilimi ve nanoteknoloji gibi diğer alanlarla interdisipliner iliģkileri irdelenecek ve bu iliģkilerin potansiyellerine dair öneriler geliģtirilecektir. GİRİŞ Günümüzde tüm dünyada önemli bir dönüģüm yaģandığı, Sanayi Devrimi ne benzer Ģekilde sanayi toplumunun enformasyon toplumu na evrildiği pek çok düģünür ve kuramcı tarafından da ortaya konmuģ bir gerçektir. Ġnsanoğlunun geçtiği üçüncü büyük toplumsal devrim olarak kabul edilen bu süreç, mikroelektronik ve bilgisayar teknolojilerindeki hızlı geliģimle baģlamıģ; toplumsal yaģamın tüm alanlarını olduğu gibi, kültürel üretim ve kimliğin en kalıcı taģıyıcılarından biri olan mimarlık disiplinini de etkilemiģtir. Mimarlık mesleği, geçmiģten beri çağın sorunlarına ve temel kaygılarına çözüm bulmak, insan için geliģmiģ, ilerlemiģ bir çevre beklentisiyle, yeni ve daha iyi bir toplum ve ona ait mekansal kurgular geliģtirmek için çabalamıģtır. Bu anlamda hızla geliģen bilim ve teknolojinin, mimarlığı, tasarım sürecinden, malzemeye ve yapım sistemlerine kadar pek çok farklı boyutta etkilediği; özellikle gelecek üzerine düģünsel üretimi içeren deneysel mimarlık örnekleri olan ütopyaların, gerçekleģmesine olanak tanıyan bir etkiye sahip olduğu görülebilir. Sanatın farklı alanlarının doğa bilimlerindeki geliģmelerle iliģkilendirilmesinin geçmiģe uzandığı söylenebilir. Birçok tasarımcı doğadaki bilimsel, matematiksel kurallardan referans alan, doğayla benzeģen ya da bilimsel çalıģmaların desteğini alan ürünler vermiģlerdir. Ancak bulunduğumuz yüzyılın tasarımcıları daha kompleks interdisipliner iliģkiler kurmakta ve bilimsel geliģmeleri mimariye taģımanın yollarını araģtırmaktadırlar. Doğa bilimleri ve bilgi teknolojilerindeki geliģmeleri mimarlıkla bütünleģtiren çalıģmalarda referans verilen bilimsel disiplinler ve alanlar arasında, ileri matematik, kompleks algoritma bilgisi, genetik mühendisliği, klimatoloji, hücre fizyolojisi, astronomi, yapay zeka, mikroelektronik, robotik, bilgisayara dayalı programlama, biliģim teknolojileri ve nanoteknoloji gibi çeģitli dallar yer almaktadır. Bu iliģkiler sayesinde yeni mimari tasarım teknikleri doğmakta, özgür formlar uygulama olanağı bulmakta, geçmiģin ütopik olarak nitelendirilen yapıları gerçeğe dönüģmekte, yeni malzemeler ve teknolojilerle bina adeta yaģayan bir organizma olarak tasarlanabilmektedir. Hatta artan nüfus ile düģey Ģehirler, megastrüktürler, denizler gibi farklı yaģam alanı arayıģlarına, üzerinde yaģadığımız gezegenin sınırlarını zorlayarak baģka gezegenlerde koloniler kurmanın hayallerine ulaģılmaktadır. Bu bağlamda bu çalıģmada, bilimsel ve teknolojik geliģmelerin günümüz çağdaģ mimarisindeki etkilerinin genel bir değerlendirmesinin yanı sıra, mimarlığın doğa bilimleri ve özellikle robotik, genetik bilimi ve nanoteknoloji gibi uzak gelecekte mimarlığı etkileyebileceği öngörülen alanlarla interdisipliner iliģkileri sonucunda ortaya çıkan, ancak günümüz için ütopik olarak nitelendirilebilecek mimari yaklaģımlar irdelenecek ve bu iliģkilerin potansiyellerine dair öneriler geliģtirilecektir.
2. BİLİMSEL VE TEKNOLOJİK GELİŞMELERİN MİMARLIĞA ETKİSİ 18.yüzyılda Aydınlanma Devrimi ile gelen rasyonel ve akılcı düģünce, bilimsel düģünce ve araģtırma metodlarını değiģtirmiģtir. Bilimsel alanda, doğayı Tanrıya ve dinsel temele bağlayarak açıklayan eski dünya görüģünden, insanın doğanın yasalarını keģfetmeye baģladığı yeni bir dünya görüģüne geçilmiģtir. Ardından gelen Sanayi Devrimi nin de etkileriyle hızlanan bilimsel ve teknolojik devrimler mimarideki etkilerini ancak 19.yüzyılda göstermiģ ve modern mimarlık olarak adlandırılan yeni bir anlayıģın doğuģuna neden olmuģlardır. GeliĢen teknolojinin bir ürünü olan makine, modern mimariye daha soyut ve geometrik anlamda yansımıģ, makine düzeni, iģleyiģi, ekonomisi ile mimariyi etkilemiģtir. Ancak sonraları makine gerçek anlamda bir model olarak alınarak estetize edilmiģ, 1960 larda Archigram adlı grubun makine ile birebir benzerlikler kuran ütopik tasarımlarında ya da high-tech mimarisinin öncü yapılarında olduğu gibi yapı neredeyse robotlaģan gerçek bir makine gibi tasarlanmıģtır. Bilimsel araģtırmalar ise mimariye doğayı taklit eden organik formlarla yansımıģtır. Ancak bu tasarımlar o dönemin determinist dünya görüģüne bağlı olarak düzenli ve tanımlı geometrilere sahiptirler. 2.Dünya SavaĢı sonrasında, makinenin ardında yatan matematiksel düzeni ortaya çıkartma ve sayısallaģtırma fikri bilgisayar ve biliģim teknolojilerinde temellenmiģ, mekanik paradigmadan elektronik paradigmaya geçiģle sonuçlanmıģtır. Buna paralel olarak tasarımın, matematiksel tabanlı analiz yeteneğini artıran bilgisayar ortamına taģınması, mimaride de yeni bir içerik ve biçimlenme anlayıģını beraberinde getirmiģtir. CAD/CAM teknolojileri olarak adlandırılan ve tasarımı çizime aktaran, üç boyutlu dijital modelleme ve hareketli görselleģtirme yapabilen bilgisayar yazılımları tanıdığı yeni biçimlenme olanaklarıyla öklidyen geometrilerden ayrılan, yeni bir vektörel geometri üzerine oturtulan, matematiksel fonksiyonlar ve parametrik algoritmalarla tanımlanmıģ karmaģık geometrilere sahip formlardan oluģan tasarımları beraberinde getirmiģtir. Daha önce tasarlanamayan formlar çeģitli matematiksel fonksiyonlar aracılığıyla -Blob,flod, bleb hacimsel cepler, çukurcuklar, kıvrımlı yüzeyler üretilebilmektedirler. Bilgisayar teknolojisi öncelikle sadece özgün ve heyecan verici formlar denemenin bir aracıyken zamanla bilgisayar ürünleri yapının bir bileģeni olarak binanın ve mekanın içine girmiģtir. Yapıya karmaģık mekanik sistemlerin entegre olması, yapının kullanıcı için gerekli olabilecek tüm donanımlara sahip olabileceği, geliģmiģ otomasyona sahip akıllı yapı ları ortaya çıkarmıģtır. Fotoselli lambalar, musluklar, belli sıcaklığın altına düģüldüğünde sistemi çalıģtıran zamanlayıcılar ve bunun gibi bir çok sistem gündelik yaģamın parçası haline gelmiģtir. KarmaĢık bina programları sayesinde, kabine girildiğinde opaklaģan tuvalet camları, sürekli bilgi akıģını sağlayan medyalardan oluģan bina cepheleri gibi interaktif tasarımlar olanaklı kılınmaktadır. BiliĢim teknolojileri mekanın bir öğesi olarak kullanılmakta, ses, imaj, yazı gibi çeģitli medya araçları, infrastrüktürel sistemler, simülasyonlar, projeksiyon ve ekranlar, duyarlı sensörler mekana entegre olabilmektedir. Hatta sahip olduğu teknolojik donanımları sayesinde kullanıcı ile etkileģime girebilen ya da çevresel etkilerle (rüzgar, ıģık, güneģ etkileri, yaya ve taģıt akıģları gibi) değiģebilen, yani tepki verebilen esnek ve akıģkan mekanlar kurgulanmaktadır. Decoi nin Aegis Hypersurface projesi matematiksel olarak üretilmiģ bir dokuya
sahip, çevresel değiģikliklere yanıt veren interaktif bir yüzeydir. Kullanıcı verileri, ses, video, etkileriyle aktive olur ve kullanıcıların hareketlerinin yüzeydeki renk değiģimleriyle geri yansıtır. Benzer Ģekilde Oosterhuis in tasarladığı muscle body projesi içindeki insan davranıģlarına duyarlı sensörler ile farklı tepkiler verebilmektedir (www.arkitera.com, Yavuz et al., 2007). Buna paralel olarak yenilenebilir kaynakları kullanan, çevreye duyarlı, az enerji tüketen, doğaya uyumlu, kendi enerjisini üretebilen bir mimari anlayıģ olan ekolojik mimarlık alanında halen devam eden yoğun araģtırmalar da geliģmiģ bilgi teknolojilerinden çokça faydalanmakta, bu da yapıya, biçimleniģ, üzerine entegre olan çeģitli sistemler-mimari elemanlar ya da kullanılan malzemeler gibi pek çok farklı boyutta yansımaktadır. Özetle yukarıda bahsedilen tasarım sürecinde ve yapım sistemlerinde, taģıyıcı sistemden malzemeye, donanımdan tesisat malzemelerine kadar ileri teknolojinin kullanıldığı örnekler bir yana bırakılırsa, günümüzün ütopyaları olarak nitelendirebileceğimiz çeģitli deneysel çalıģmalar, tasarımlar mevcuttur. Bu fikirler bilgisayar teknolojilerine ek olarak temel bilimlerin alt dallarında yapılan araģtırmalardan da faydalanmaktadır. GÜNÜMÜZÜN ÜTOPYALARI: Genetik, Nanoteknoloji ve Robotlar 20.yüzyılda Le Corbusier mimarlığı yaģayan bir makineye benzetmiģtir. 21. yüzyılda ise binaların makineler gibi değil, canlılar gibi gerçek anlamda yaģayan birer organizma olacağı öngörülmektedir. Bu fikir aslında yukarıda bahsedilen akıllı yapılar, ekolojik ve sürdürülebilir mimarlık arayıģları ile aynı kaygıları taģımaktadır, doğal çevrenin simbiyotik dengesini bozmamak ve ona uyumlu yapılar tasarlamak. Bu da genetic bilimi, moleküler nanoteknoloji ve mikro elektronik teknolojilerinin de katkısıyla, doğanın içinde yine doğal süreçlerle oluģturulmuģ yaģayan yapılar tasarlayarak olabilecektir. Johansen in de iddiasında olduğu gibi elektronik zekanın etkileyici kapasitesini kullanan yeni bir tür mimarlık oluģmaktadır(johansen, 2002:22). Genetik bilimi, 2000 yılında insanın genetik Ģifresinin çözülmesi anlamına gelen Human Genom Project in tamamlanması ile kısa sürede önemli bir geliģme kaydetmiģtir. Biyoloji ve genetik alanındaki bu geliģmelere paralel olarak genetik mimarlık diye adlandırılan yaklaģım, temelde hücreleri ve genetik bilgisiyle tamamen kendi kendine üreyebilen, geliģen ve yaģamını sürdüren ve hatta ölen mimari mekanlar yaratmak amacında olan bir mimariyi tanımlar(çakır et al., 2000:55). Bir bilgisayar kodlama süreci içinde binalar tasarlanacak, büyüyecek ve kendi DNA ları tarafından yönetilen canlı organizmalar gibi davranacaklardır. Bu söyleme göre mimar sonuç ürünü değil mimari tasarım sürecini düģünmek durumundadır ve genetik mühendisinin DNA üzerinde yaptığı çalıģmalara benzer Ģekilde kendi baģına ürün geliģtirebilecek yazılımları tasarlayacaktır. Bu yazılımlar Darwin in evrim teorisinden esinlenerek oluģturulan ve evrimsel hesaplama tekniklerinden biri olan genetik algoritma yöntemini kullanacaklardır. Temel ilkeleri 1970 lerde John Holland tarafından ortaya atılan genetik algoritma, doğal seçim ilkelerine dayanan bir arama ve en uygun Ģekle sokma yöntemidir. Geleneksel optimizasyon yöntemlerine göre farklılıkları olan bu yöntem, parametre kümesini değil kodlanmıģ biçimlerini kullanır ve olasılık kurallarına göre çalıģır. Çözüm uzayının tamamını değil belirli bir kısmını tarayarak etkin arama yapar ve çok daha kısa bir sürede çözüme ulaģır (Goldberg, 1989: 1-7). KarmaĢık problemleri hızlı ve optimale yakın olarak çözebilen genetik algoritma, çeģitli problem tiplerine uygulanabilmektedir. Genetik algoritma özellikle çözüm uzayının geniģ, süreksiz ve karmaģık olduğu problem tiplerinde baģarılı sonuçlar vermektedir. Herhangi bir problemin genetik algoritma ile çözümü, problemi sanal olarak evrimden geçirmek sureti ile yapılır. Doğadaki evrimi örnek alarak bilgisayar ortamına aktarılan ve genetik algoritmaları kullanan bu süreç ile yeni mimari formlar üretmek mümkün olabilmektedir. Bu programlar DNA diziliģine benzer mantıkla 0 ve 1 sayılarından oluģan bir kodlama sistemini kullanır. Bu sürecin iģlem adımları Ģu Ģekilde açıklanabilir (Jang, 1997: 176, Yeniay, 2001: 38, Yeo ve Agyel, 1998: 269): 1. Çözümlerin Kodlanması: Arama uzayındaki tüm mümkün çözümler dizi olarak kodlanır.
2. Ġlk Populasyonun OluĢturulması: Olası çözümlerin kodlandığı bir çözüm grubu oluģturulur. Çözüm grubu populasyon, çözümlerin kodları da kromozom olarak adlandırılır. Kromozomların gösteriminde ikili sayı sistemi kullanılır. 3. Uygunluk Değerinin Hesaplanması: Belirli bir kromozom için o kromozomun temsil ettiği çözümün yeteneğiyle orantılı sayısal bir uygunluk değeri çıkar ve bu bilgi, her kuģakta daha uygun çözümlerin seçiminde yol gösterir. Bir çözümün uygunluk değeri ne kadar yüksekse, yaģama ve çoğalma Ģansı o kadar fazladır ve bir sonraki kuģakta temsil edilme oranı da o kadar yüksektir. 4. Çoğalma: Çoğalma operatöründe diziler, amaç fonksiyonuna göre kopyalanır ve iyi kalıtsal özellikleri gelecek kuģağa daha iyi aktaracak bireyler seçilir. Çoğalma, bireyleri seçme iģleminden, seçilmiģ bireyleri bir eģleme havuzuna kopyalama iģleminden ve havuzda bireyleri çiftler halinde gruplara ayırma iģleminden oluģur. 5. Çaprazlama: Mevcut gen havuzunun potansiyelini araģtırmak ve bir önceki kuģaktan daha iyi nitelikler içeren yeni kromozomlar yaratmak amacıyla yapılır. 6. Mutasyon: Çaprazlamanın tatmin edici bir çözüm üretemediği durumlarda, mevcut kromozomlardan yeni kromozomlar üretme iģlemi mutasyon ile gerçekleģtirir. Mutasyonun genel amacı, genetik çeģitliliği sağlamak veya korumaktır. 7. Yeni KuĢağın OluĢması: Yeni kuģak çoğalma ile, bir sonraki kuģağın ebeveynleridir. 8. Önceden belirlenen kuģak sayısı boyunca yukarıdaki iģlemler devam ettirilir. 9. Ġterasyon: belirlenen kuģak sayısına ulaģınca iģlem sona erdirilir. Amaç fonksiyonuna göre en uygun olan dizi seçilir. Sadece bilgisayar ortamında deneyimlenebilen ve mimari tasarımda kullanılan bu araģtırmaları fikirleri gerçek yaģama geçirilebilecek yazılımlar henüz üretilememiģtir. Ama mimarlık-genetik birlikteliğinden yola çıkan çalıģmalar, geleceğe yönelik çeģitli öngörüler geliģtirmiģlerdir. Interactivator, 1995, John Frazer, bir bilgisayar modeli içindeki tohum, taģıdığı genetik kodları bölünme yoluyla diğer tohumlara aktarır ve tüm modele yayar. BaĢarılı genler genetik algoritmada ortam için belirlenmiģ uygunluk fitness değerine göre doğal seleksiyona benzer Ģekilde ayıklanırlar. yaģamlarını sürdüren baģarılı genler çaprazlama ve mutasyona tabi tutulurlar ve modelin geliģimi sürdükçe farklı mimari formlar üretilir. (www.ellipsis.com). Bu alanda çalıģmalar yapan mimar Greg Lynn nin embriyolojik evler projesi, her biri birbirinden farklı genetik karakterlere sahip 6 prototip ebeveyn ev önerir. Bunların mutasyon ve doğal seleksiyona uğramasıyla birbirinden farklı binlerce ev üretilebilecektir. Hepsi aynı sayıda alüminyum omurga, çelik kiriģ ve panel bileģenlerden oluģmasına rağmen her biri farklı karakter ve özelliklere sahiptir. moma daki bir sergi için br örneği üretilmiģ olan yapının strüktürü, çift cidarlı bir kabuk ve ĢiĢirilmiĢ panellerin daire kesitli çelik kiriģlere bağlamasıyla oluģur. Birinci kabuki çok hassas aluminium ve cam panellerden oluģan yarı saydam bir ekran, ikinci kabuki ise gölgeleyici katmandır(www.?). Mohamad Alkhayer& John M.Johanser tarafından 2200 yılı için tasarlanan moleküler kurgulu ev ve moleküler apartmanlar ise arazide içi özel sıvı kimyasallarla dolu bir tekne içine mimar tarafından tasarlanmıģ ve moleküler olarak modellenmiģ kodun saksının içine ekilen tohum misali yerleģtirilmesiyle baģlar. Sırasıyla yapının temelini oluģturacak olan kökler, üst yapı, iç-dıģ dikey omurga, kafes sistem, dıģ duvar ve iç duvarlar, platformlar (katlar), açıklıklar, mekanik sistemler 9 günlük moleküler bölünme sonucunda tamamlanır. Yapı formunu, bölümlenmelerini, malzemelerini değiģen koģullara göre ve kullanıcı gereksinimlerine göre yenileyebilmektedir(johansen, 2002: 133-134). Nanoteknoloji, nanometre ölçütlerinde ortaya çıkan yeni davranıģları kuantum kuramı yardımı ile anlamayı; yeni nano yapılar tasarlayıp sentezlemeyi, ya da nano yapılara yeni olağanüstü özellikler kazandırmayı ve bu özellikleri yeni iģlevlerde kullanmayı amaçlar. Gelecekte nanoteknoloji sayesinde, daha küçük boyutlarda ama daha güçlü bilgisayarlar elde edilebileceği, herkesin kendi bilgisayarına temel tüketim maddelerini üretmesi için emir verebileceği, evde çalıģan nanobotların istediğimiz malzemeyi, çevrede serbestçe dolaģmakta olan atomları toplatıp, iģleyerek üretebilecekleri, yazılım tasarımları haricindeki üretim süreçlerinde insan emeğine duyulan ihtiyacın minimuma ineceği, arabaların değiģik ihtiyaçlar için Ģekil değiģtirebilecekleri, her çeģit tüketim maddesini üreten cihazların olacağı, tüm ürünlerin kendi kendini temizleyebilecekleri, nüfuz edilemez bir bağıģıklık sistemimizin
olacağı, Avrupa dan Amerika ya on beģ dakikada Mars a bir haftada gidebileceği düģünülmektedir (GümüĢderelioğlu, M., Geleceğin Malzemeleri, Bilim ve Teknik, Sayı:ek, 2004/6). Günümüzde malzemenin büyüklüğü nanometre ölçütlerine inince, kuantum davranıģlar bilinen klasik davranıģların yerini almıģ ve fiziksel özellikleri kesikli bir değiģim göstermeye baģlamıģtır. Kimyasal ve fiziksel özellikler, yapının büyüklüğüne ve atom yapısının ayrıntılarına, dıģardan sisteme bağlanan yabancı bir atomun cinsine ve yerine göre çok farklı ve olağanüstü davranıģlar sergileyebilmektedir. Mevcut nano yapıya yabancı bir atomun yapıģması onun özelliklerini değiģtirmekte, örneğin karbon atomlarından oluģan elmas kristali iyi bir yalıtkan olduğu halde, bir boyutlu karbon atom zinciri altın ve gümüģ zincirlerinden bile daha iyi bir iletken olabilmektedir. Doğada bir çok canlı organizma ve cansız varlıkta bulunan karbon atomu, farklı diziliģleri ile, farklı özellikler gösteren yapılar oluģturmasından dolayı önemli bir atomdur. Nanoteknoloji sayesinde karbon atomlarının düzgün dizilimi ile elmas elde etmenin, kum tanesi atomlarından bilgisayar çipleri yaratmanın, kirli su atomlarından temiz su üretmenin ya da çok hafif, yüksek dayanımlı, akıllı, ucuz ve temiz malzemeler gerçekleģtirmenin mümkün olabileceği düģünülmektedir. Nanoteknoloji alanında çok önemli bir devrim olarak görülen karbon nanotüpler, bu atomun farklı yeni dizilimleri ile elde edilmiģtir. Silindirik olarak kıvrılmıģ kapalı bir tüp Ģeklinde olan, balpeteği görünümlü dizilimin altıgen yapısı, bilinen en iyi yük taģıma yapısı olduğu için tercih edilmiģtir ve bu sayede yüksek dayanımı ile geleceğin yapıtaģı olacağı düģünülmektedir. Daha Ģimdiden nanoteknoloji alanındaki geliģmelere bağlı olarak gerilmeye maruz kaldıktan sonra belli sıcaklıklarda ilk haline dönebilen biçim-bellek alaģımları, verilen voltaja bağlı olarak geniģleyip daralabilen piezo-elektrik malzemeler, moleküler yapısı düzenlenerek iki ya da daha çok malzemenin özelliklerini üzerinde taģıyabilen geliģkin kompozit malzemeler, içlerine yerleģtirilen ve fiber hatlarıyla birbirlerine bağlanan duyargalar aracılığıyla birbirlerine bilgi, ses, ıģık yollayabilen, saydamlıkları veya renkleri değiģebilen, kendi kendini klonlayabilen pek çok akıllı malzeme üzerinde çalıģılmaktadır(dave, 2001:96-97). Bunlar çoğunlukla endüstriyel alanlarda kullanım olanağı bulmaktadır. Samsung silver modeli nano buzdolabı (nanogümüģ kaplı yüzeye dokunan bakteri hücresine nanogümüģ parçaçıkları yüzeyden girerek zarı parçalayarak bakteriyi öldürmektedir), Otomotiv sanayinde Mercedes firması (model üzerinde çizilmeye karģı etkili boya, su itici, kir tutmayan, kolay temizlenen ayna ve camlar, bakteri ve virüsleri öldüren, alerjiye sebep olan mikropları yok eden ve egzos buharını azaltan nanofiltreli klima uygulanmaktadır), Sony firması nanoyapılı polimer LCD ekran (Süper renk ayırımı, Hızlı görüntü yenileme, Süper görüntüleme açısı, KODAK fotoğraf kağıdı (Nem ve ısıya dayanıklı, Ozona dayanıklı, IĢıktan etkilenmez), Antimikrobiyal çorap (Kötü kokmaz, mantarları öldürür, Ġçerisinde milyonlarca görünmez gümüģ nanoparçacıklar bulundurur, Antimikrobiyel etkisini 50 yıkama sonunda bile %99.9 oranında korur), Lancome Hyrdazen (Stres etkilerini azaltır, cildin gün boyu formda kalmasını sağlar), Rosacea Care Sunscreen (Zararlı UV ıģığını geçirmez, kalıcı bronzluk sağlar) buna örnek olarak verilebilir. Bunun
yanı sıra tıp alanında da kanser gibi bazı hastalıkların tedavisinde kullanılmak üzere henüz deneme aģamasında olan, nanopartiküller içeren biyorobotlar üretilmiģtir. Bunların dıģında mimarlık alanında, geleneksel malzeme anlayıģını dönüģtürecek prototip önerileri de yapılmaktadır. Kirean&Timberlake Mimarlık tarafından geliģtirilen ve zamanla bildiğimiz duvar üretimini dönüģtürüceği öngörülen SmartWrap, plastik soda ĢiĢelerinde de kullanılan, ince polimer bazlı filmlerden oluģan akıllı bir duvar önermektedir. Ġnce film tabakası üzerine kullanımda olan teknolojilerin birleģiminin baskı teknikleriyle birkaç tabaka halinde basılarak uygulandığı malzeme; yapıyı doğal etkenlerden koruyan polyester film katmanı, polimer reçine içine gömülen mikrokapsüller barındıran, gerektiğinde ısı depolayan yani ısıl dengelemeyi sağlayan bir katman, aydınlatma ve görsel bilgilendirme için OLED teknolojisini içeren bir katman ve silikon güneģ pilleri aracılığıyla enerji depolayan ve güç kaynağı olarak iģlev gören en üst katmandan oluģuyor. (Altın, E., 2003, ss.54-56, AD, 2003/10, sayı:162, Smart Wrap, Akıllı Mimari Örtü, Deneysel Mimari Malzemeleri) Tüm bunlara dayanarak gelecekte de bina dokusunun, bilgisayarda verilen komutlara bağlı olarak değiģkenlik kazanabileceği, maddenin katı, sıvı, gaz fazları arasında değiģim yapabileceği, kimi zaman opak ve katı, kimi zaman Ģeffaf ve akıģkan olabileceği gibi çeģitli öngörüler bulunmakta ve nanoteknoloji sayesinde özellikle malzemeye yönelik çalıģmalarda önemli geliģmeler kaydedilmektedir. Robotik bilimi, bilgisayarların hızlanması ve kapasitelerinin artmasıyla hızla büyümekte olan, elektronik ve mekanik gibi birden fazla alanı kapsayan bir alandır. Bir robot içersinde sistemin çalıģmasını sağlayan algoritmaların tasarımcı tarafından girildiği bir kontrol ünitesi, motorlar ve mekanik aksamlar yer alır. Bundan bir kaç on yıl önce, robotlar oldukça büyük yapıda ve küçük alanlara ulaģabilme yetenekleri sınırlı idi. Günümüzde ise, teknolojik geliģmelerle daha küçük ve seri hatta böcek büyüklüğünde robotlar yapılabilmektedir. Günümüzde robotlar, endüstride boya, araba üretimi gibi bir çok alanlarda kullanılmaktadır, ancak hareket kabiliyetleri sınırlıdır. Çünkü, çok küçük alanlarda eksenel dönme, birden fazla robotun aynı noktada çalıģması Ģu anki robotlarla yapılamamaktadır. Nanoteknolojinin de desteğiyle daha küçük boyutlarda ve hızlı, insan görünümlü robotların yapılabilmesi mümkün olabilecektir.(utkutuğ, 2002). SONUÇ VE ÖNERİLER YaĢayan binalar yapmak günümüzde hala teoriktir. Ancak teknoloji, geleceğin mimarlığı için yeni ufuklar açmaktadır. Mimarlar özellikle genetik bilimi, moleküler nanoteknoloji ve robot bilimleriyle iģbirliği içinde mikroelektronik ve biliģim teknolojilerinin de desteğini alan tasarımlar üreteceklerdir. Bu alanlardaki araģtırmaların gelecekte pek çok alanda olduğu gibi mimarlık alanında da radikal bir devrimi baģlatabileceği ve mimarlığın da bugün bilinenlerden çok farklı noktalarda olacağı öngörülmektedir. Günümüzde geliģtirilen örneklere ek olarak bazı öneriler de geliģtirilebilir. Gelecekte yeni akıllı malzemelerin ve ürünlerin çoğalmasının ötesinde moleküler üretim, nanorobot teknolojisi ve nanobiyoteknoloji ile temelde hücreleri ve genetik bilgisiyle tamamen kendi kendine organize olup üreyebilen, geliģen ve yaģamını sürdüren ve hatta ölen mimari mekanlar yaratmak, yapının aynı canlı bir organizma gibi kendi DNA sı tarafından yönetilerek çevresiyle etkileģime girebilmesi, hasarlarını onarabilmesi yani yaģayan binalar yapmak gelecekte teknolojideki çok hızlı ilerlemelerle mümkün olabilecek, ya da ileride yapılarımızı üstün nitelikli robotlar inģa edebileceklerdir. Robotik bilimindeki ilerlemelerle yapılar, geliģmiģ robotlar kullanılarak inģa edilebilirler. Ġnsan iskeleti Ģeklinde devrelerden oluģan robot iskeleti tasarlandıktan sonra genetik ile nanoteknolojinin birleģmesiyle insan derisine benzeyen malzeme bu iskeleti kaplayacak ve insan benzeri robot oluģturulacaktır. Bu robotun programlanması ve uzaktan kontrolü ile yapıların inģasında bu robotlar kullanılabilecektir. Robotların kullanılması ile, bina maliyetlerinin düģürülmesi, iģçi yaralanmaları gibi hem maddi hem de can güvenliğine yönelik sorunlar da giderilmiģ olacaktır. Ya da yapılar aynen doğadaki gibi, genetik evrimin nesiller boyu süren üreme, geliģim, değiģim, uyumlama süreçlerini
kullanan, moleküler üretim ile tüm yapıyı atom atom inģa eden, kendi kendini kopyalayabilen ya da diğer malzeme ve aletleri kurmak için yeniden yapılanabilen nanorobotlar tarafından üstelik doğadan da hızlı gerçekleģtirebileceklerdir. Bunun yanı sıra tamamen programlanabilir bu ortamda canlı sistemlerle cansız maddelerin birleģimini kolaylaģtırarak canlı bir mimari form yaratmak olanaklı olabilecektir. YaĢamın özünde yatan, hücrenin kendisini kopyalayarak çoğalmasına dayalı mekanizmanın çözümlenmesi gerçekleģtirilir ve binalar için uygulanırsa, saksıda çiçek yetiģtir gibi bina yetiģtirilebileceği, herhangi bir atom ya da molekülü tek tek yapıtaģı, örneğin tuğla gibi kullanarak, çeģitli yapılar oluģturabileceği düģünülmektedir. Bu noktada karbon nanotüpler, çelikten 10 kat daha güçlü ve 6 kat daha hafif yapılarıyla yük taģıyıcı ideal bir strüktür malzemesi olabilirler. Tek bir tohumdan bir bitki ya da ağaç üretimine benzer Ģekilde, küçük boyutlarda tohum benzeri bir kozadan bir binanın oluģması sağlanabilir. Nanoteknoloji yardımıyla kozanın içine genetik kodları ve algoritmaları içersinde barındıran milyonlarca mikroçip ve algılayıcı sensörler ve üreyecek olan akıllı nanomalzemeler sıkıģtırılarak gömülecektir. Mimar bir ana bilgisayar yardımı ile ulaģabileceği bu kozaya, yapacağı tasarımın kriterlerini aynı bilgisayarda yer alan bir ara yüz ile kodlayacaktır. Arayüz yoluyla mimar, yapının dıģ yüzeylerini, iç mekanlarını, mekan içersinde yer alan tüm malzemeleri belirleyecektir. Daha sonra yapılacak iģlem, kozayı binanın yapılanacağı alana yerleģtirmek olacaktır. Kozanın yerleģtirilmesiyle, içersinde yer alan algoritmalar iģlerlik kazanacak, genetik kodlar sayesinde çoğalmaya uygun üretilen malzeme ile aynı bir tohumun büyümesi gibi yapı da yapılanmaya baģlayacaktır. Koza, içersinde yer alan genler sayesinde yapının önce kolonları, kiriģleri ve daha sonra diğer dıģ yüzeylerinin oluģmasını sağlayacaktır. Mikroçiplerdeki tüm algoritmalar tamamlandığında ortaya çıkan yapı kullanılan sensörler sayesinde duyan, hisseden, dinleyen yani yaģayan bir binadır. Bu yapısı nedeniyle, koza içerisinde bulunan mikrosensörler aralığıyla aynı bir canlı gibi dıģ dünyayı (güneģ, rüzgar, hava koģulları gibi dıģ etkenler ve çevresel etkenlerden doğal yapısal bozulmalar) algılayabilecek, genlerindeki yapıyı kullanarak değiģen Ģartlara uyum sağlayabilecek, yapısında oluģan deformasyonları kendi kendine düzeltebilecektir. Günümüz mimarlık pratiğinden oldukça farklı iģleyecek olan bu süreç için mimarlar, elektronik, malzeme, genetik, bilgisayar mühendisleri ve fizikçilerin bir arada bulunduğu araģtırma laboratuarlarında disiplinler arası çalıģma gerekmektedir. Fizikçi ve malzeme mühendisi nanoteknoloji ile kozanın yapısını oluģturacak malzemeyi üretmede, bilgisayar ve elektronik mühendisleri ise genetik mühendisleri ile ortak çalıģarak koza için gerekli genetik kodları oluģturmada ve nanosensörleri bu yapıya gömmede rol alacaklardır. Bilgisayar mühendisleri ise mimarların bu yaģayan koza ile iletiģimi sağlayacağı arayüzü tasarlayacaklardır. Bu arayüz Ģu anda kullanılan CAD programlarındaki, kullanıcıya kısıtlıda olsa bir programlama alanı yaratabilen bir arayüz olabileceği gibi, sanal gerçekliğin (virtual reality) kullanıldığı bir arayüz de olabilir. Sanal gerçeklik kullanılarak oluģturulan bir arayüzde, mimar elektronik eldiven ve gözlük yardımı ile tasarladığı yapının içine girebilecek ve istediği değiģiklikleri sanki o yapının içersindeymiģ gibi gerçekleģtirebilecektir. Ray Kurzweil, 1999 tarihli The Age of Spiritual Machines-Tinsel Makineler Çağı adlı kitabında, günümüzdeki geliģme hızıyla giderse, önümüzdeki yirmi yıl içinde bellek kapasitesi ve iģlem hızı açısından bilgisayarların insan beynini geçeceğini belirtiyordu (Utkutuğ, 2002: 15). Zaten, günümüzde bina sistemlerine entegre edilen bilgisayarlar sıcaklık, hava akıģı, enerji tüketimi, rüzgar yükü ve benzeri koģulları algılayıcılarla takip etmeyi ve önceden programlanması koģuluyla gerekli cevapları oluģturabilmektedirler. Henüz emekleme aģamasında olsak bile insanlığın son iki yüzyılda aldığı yol göz önüne alınırsa, hızla geliģen bilim ve teknolojinin mimariyle birlikteliğinde, geliģmiģ robotlar tarafından üretilen kentler ya da yaģayan, canlı binalar önümüzdeki yıllar için ütopik gözükmemektedir. Böylece geliģen teknoloji ile ortaya çıkan yeni fikirlerle daha yaģanabilir bir çevreyi gerçekten yaģayan yapılardan oluģturmak mümkün olabilecektir. Bu aģamada binaların otomatik pilota bağlı nanorobotlarla kısa sürede, bitki gibi büyütüldüğü bir ortamda, tasarımcı, mühendislerin DNA üzerinde yaptığı çalıģmalara benzer Ģekilde kendi kendine ürün geliģtirebilecek yazılımları tasarlayacak bir rol üstlenmekte, istenen ürünün karakteristiklerini yazılıma dönüģtürebilecek bir kiģiye dönüģmektedir. Bu da mimarı diğer disiplinlerle iģbirliğini
sağlamaya, talebi ve bunun sonunda geliģen tasarımın inģasını denetlemek için geçmiģte olmadığı kadar bilgi, deneyim ve efor sahibi olmaya zorunlu kılmaktadır. KAYNAKLAR [1] BAYINDIR, M., 2007 Nanoteknoloji, ÇIRACI, S., Türkiye de Nanoteknoloji, Bilim ve Teknik, 2006 DAVE, B., Atomik DeğiĢimler, XXI, sayı: 8, 96-97, 2001. GOLDBERG, D.E., Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning, USA: Addison-Wesley,1989. GONZALES, E. L., FERNANDEZ M.A.R., Genetic Optimisation of A Fuzzy Distribution Model, International Journal of Physical Distribution & Logistics Management, cilt: 7-8, sayı: 30, 681-696, 2000. GOULTHORPE, M., Hyposurface: from Autoplastic to Alloplastic Space, http://www.generativeart. com/99/2999.htm, 2000. JANG, J. S. R., Derivative-Free Optimization, Neuro- Fuzzy and Soft Computing: A Computational Approach To Learning and Machine Intelligence, 7.Bölüm, USA: Prentice-Hall, 173-196, 1997. JOHANSEN, J.M., Nanoarchitecture: A New Species of Architecture, New York: Princeton Architectural Pres, 2002 www.glform.com www.nano.org.tr/docs/nanotechnology_unam1.pdf YAVUZ, D., ġoher, ġ., CANBULAT, G., GÜNEY, Z., ĠHTĠYAR, M. N., Sanal Mimarlık ve Hiperyüzeyler, www.arkitera.com, 2007. YENĠAY, Ö., An Overview of Genetic Algorithms, Anadolu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, cilt: 2, sayı: 1, 37-49, 2001. YEO, M. F., AGYEL, E. O., Optimising Engineering Problems Using Genetic Algorithms, Engineering Computations, cilt:15, sayı: 2, 268-280, 1996. UTKUTUĞ, G., Mimarlık, Bilim ve Teknik Kasım 2002 eki, 2002. GÜMÜġDERELĠOĞLU, M., Geleceğin Malzemeleri, Bilim ve Teknik Haziran 2004 eki, 2004. ALTIN, E., Smart Wrap, Akıllı Mimari Örtü, Deneysel Mimari Malzemeleri, Arredamento Mimarlık, sayı:162, 54-56, 2003.