ARI GIBI DÜSÜNMEK Dr. Yunus Kaan Truvali Günümüzde zaman geçmiyor ki bilgisayar alaninda yeni bir gelisme haberi alinmasin. Artik bilim adamlari, hayvanlardaki beyin ve sinir sistemlerini taklid edilebilirse, gelecegin bilgisayarlarinin gelistirilecegine inanmaktadir. Zürih’deki Nöroinformatik Enstitüsü’nün arastirmacilarindan biri olan Rodney Douglas, bal arisinin beyin fonksiyonlarindan çok etkilendigini belirtmektedir. Küçücük bir bal arisi, kendisini kat kat asan yeteneklerle donatilmistir. Dünyaya gelir gelmez uçmayi ögrenmesi, yön bulma konusundaki hayranlik uyandiran yetenegi, gelismis patern tanima özelligi, ve iletisim kabiliyetleri göz önüne alindiginda, bal arilarindan ögrenmemiz gereken çok sey oldugu görülmektedir. Ilk bakista bunlar bir zoologun ifadelerine benzemektedir. Halbuki Rodney Douglas ve onun çalisma arkadaslari bu enstitüde hayvanlar üzerine degil, bilgisayarin temel yapitasi olan silikon devreler üzerine arastirma yapmaktadir. Douglas nöromorfik mühendislik olarak adlandirilan dalda dünyaca meshur bilim adamlarindandir. Nöromorfik mühendislik sahasinda çalisanlar, hayvanlardaki beyin fonksiyonlarini taklid ederek yeni mikroelektronik devreler olusturmak için çaba sarfetmektedir. Günümüzde dijital bilgisayarlar hesap yapmak için mükemmeldir. Ancak hayvanlar küçük ama son derece gelismis beyin ve sinir sistemleriyle dogada inanilmaz etkilesimleri ve fonksiyonlari gerçeklestirebilmektedir. O zaman neden tabiattaki örneklerden faydalanarak elde ettigimiz bilgileri, çok daha gelismis bilgisayar sistemleri üretemek için kullanmayalim? Iste nöromorfik mühendislikle ugrasanlarin amaci bunu basarmaktir. Massachusetts Institute of Technology’ de çalisan elektronik mühendisi Rahul Sarpeshkar, hayvanlar dünyasinda acayip görünüslü küçük böceklerin beyninin bilgisayarlardan çok daha üstün sekilde çalistigini ve bunu inceleyerek benzer özelliklere sahip sistemleri elektronik dünyasinda gerçeklestirmenin mümkün oldugunu belirtmektedir. Hayvanlardaki mükemmel beyin fonksiyonlarini taklid etme fikri 1940’lara dayanmaktadir. Bu amaçla yapay nöral networkler gelistirmistir. Bu sistemler nöronlari taklid ederek onlardaki fonksiyonlari bilgisayar ortamina aktarmak amaciyla ortaya çikarilmistir. Nöral networkler gerçek anlamda 1980’li yillarda günlük hayata geçmeye basladi. Bu sisteme patern tanima özelliginin gelistirilip eklenmesiyle önemli bir adim atilmis oldu. Patern tanimayi daha iyi anlamak için attigimiz imzalar güzel bir örnektir. Imzalar her defasinda farkli bir sekilde atilir. Bu sebeple bir imzanin ayni kisiye ait oldugunu bilgisayara tanitmak önemli bir problemdir. Iste nöral networkingle nöron fonksiyonlarinin taklid edilmesi sayesinde bu problem asilabilmistir. Günümüze kadar yapilan bilgisayarlar gibi ilk yapilan nöral networkler de temel yapitasi olarak silikon maddesini kullanmislardir. Nöronlara benzer gelistirilen bu ilk networklerin en önemli problemlerinden birisi her elektrik kesintisinde nöronal yapilar arasindaki elektrik sarjlarinin sifirlanmasi ve dolayisiyla networklerin ögrendigi seyleri unutmasi olmustur. Nöromorfik mühendislerinin öncüleri için bu büyük bir problemdi. O nedenle silikonla devam etmek yerine normal bilgisayarlarda yeni yazilimlar kullanarak nöral network fonksiyonlari olusturulmaya çalisilmistir. Ancak bu sekilde bilgisayarlar biyolojik sistemlere göre hem daha fazla enerji harcamakta hem de çok daha yavas çalismaktadir. Bu problemi asmak için 1980’lerde yapilan arastirmalar sonucunda nöromorfik mühendislikte büyük bir devrim olarak sayilan analog elektronik devreler gelistirilmistir. Analog devreler, su ana kadar normal bilgisayarlarda kullandigimiz 0 ve 1 rakamlarina dayanan binary sistemin (ikili rakam sistemi) yerine degisik rakamlari, yani degisik voltajlari koruyarak temsil edebilmektedir. Bu alandaki gelismeler sayesinde analog devreler artik hayvan beynine benzer bir biçimde hafiza özelligine de sahip olabilmistir. Analog devre sistemlerinin günlük hayata uygulamalari görme fonksiyonunun taklid edilmesi çalismalari ile girmistir. Arastirmacilar retina fonksiyonlarini belli bir ölçüde taklid eden nöromorfik çipleri üretebilmistir. Bu sayede bilgisayarlar patern tanima özelligini çok daha hizli ve daha az enerji harcayarak gerçeklestirebilme özelligine kavusabilecektir. Diger bir pratik uygulama da iç kulak fonksiyonunu, yani isitmeyi saglayan kokleayi taklid eden yapay koklealar üretilmesi yolunda atilan önemli adimlar olmustur. Ileride analog devrelerin omurilikdeki sinir fonksiyonlari taklid edilerek felçli insanlarin tekrar yürümeye baslayabilmesinin saglanabilecegine de inanilmaktadir. Bu gibi gelismeler isiginda, Rabbimizin bizim emrimize verdigi görme, isitme gibi nice nimetin ne kadar kompleks ve mükemmel sistemler sayesinde gerçeklestigini çok daha iyi anliyoruz. Kaynaklar: Nature 29 Mart 2001 sayisindaki "Think like a bee" (syf.510-512) baslikli yazidan derlenmistir. ..oOo..