Yeni nesil mühendislik çalışmalarına yapay zekâ katkısı

Teknoloji tıpta, eğitimde, enerjide, mühendislikte kısacası hayatın her alanında karşımıza çıkıyor. Nanoteknoloji olarak bilinen, bir metrenin milyarda biri ölçeğinde fonksiyonel malzemelerin tasarlandığı yeni nesil mühendislik üzerine çalışmalar yoğunlaşıyor. Yapay zekâ, mühendislik alanındaki çalışmalara da katkı sağlıyor. Bu alanda çalışmalar yürüten İstinye Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Öğretim Üyesi Doç. Dr. Şener Özönder, TÜBİTAK destekli projesiyle yapay zekâ yöntemleriyle yeni malzemeleri keşfedecek bir yazılım ortaya çıkarmayı hedefliyor. Ayrıca Doç. Dr. Özönder, bu projede çalışacak doktora ve yüksek lisans öğrencilerine burs verileceğini, lisans öğrencilerinin de projede çalışabileceğini belirtiyor.

Teknolojinin gelişmesi ve bilimin ilerlemesiyle birlikte alışılmışın dışında çalışmalar ortaya çıkmaya, tıp, eczacılık, ticaret, enerji hatta sanat gibi farklı alanlarda teknolojinin değiştirdiği çalışmalara tanık oluyoruz. Bu alanlardan biri de hiç kuşkusuz mühendislik. Asırlar boyunca mühendislerin metre ölçeğinde yaptığı yol, köprü, bina gibi çalışmalara alışkınız. Ancak artık bilim ve teknoloji alanında yaşanan gelişmelerle birlikte bugün nano ölçek dediğimiz, yani metrenin milyarda biri ölçekte tek tek atomlar ile elektrik yolları, atomik köprüler ve mikro makineler inşa ediliyor. Tuğlalar ve taşlar yerine nanoteknoloji olarak bilinen atomların kullanıldığı bu yeni nesil mühendislik üzerine çalışmalar yoğunlaşıyor. Hesaplamalı kuantum mekaniğinden nanoteknolojiye ve yapay zekâ algoritmalarına kadar birçok alanda çalışmalarını sürdüren İstinye Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Öğretim Üyesi Doç. Dr. Şener Özönder, ‘Yapay Zekâ ve Hesaplamalı Kuantum Mekaniği ile Yeni Nano-Malzemelerin Keşfi’ projesini TÜBİTAK’ın desteğiyle yürütüyor. Doç. Dr. Özönder’in yürüttüğü bu çalışmayla yapay zekâ yöntemleriyle kuantum simülasyonlarını ivmelendirerek en etkili yeni malzemeleri keşfedecek bir yazılımın ortaya çıkarılması hedefleniyor. Ayrıca projede öğrenciler de çalışabilecek. Doktora ve yüksek lisans öğrencilerine burs verilecek bu projede lisans öğrencilerinin de çalışabileceğini söyleyen Doç. Dr. Özönder, “Yapay zekâ algoritmalarına ve yoğunluk fonksiyoneli teorisine ilgi duyanlar sosyal medya hesaplarım üzerinden bana ulaşıp projeye başvurabilirler” dedi.

“Yapay zekâ ile kuantum hesapları ivmelenecek”
Projenin yürütücüsü Doç. Dr. Şener Özönder, çalışmayı şöyle anlattı: “Daha önceden üretilmemiş ama atomik yapısı kurgulanabilen bir muhtemel malzemenin fiziksel ve kimyasal özelliklerini laboratuvarda o malzemeyi sentezlemeden, kuantum mekaniği simülasyonlarıyla bilgisayar ortamında bulabiliyoruz. Ancak, bu kuantum hesapları süper bilgisayarlarda bile bazen günler hatta aylar sürebiliyor. Bu durumda en iyi ve verimli malzemeleri arama sürelerinin yapay zekâ algoritmalarından faydalanılarak aylardan saatlere indirilmesi gerekiyor. Bu projenin çıktısı olacak yazılım, atomik yapısı bilgisayarda kurgulanabilen ama daha önceden hiç üretilmemiş en verimli, en güçlü ve en etkili malzemeleri keşfetmede kullanılacak.”

“İki boyutlu grafen üzerinde de çalışılacak”
Proje kapsamında ilgilenilen malzemelerden birisinin de harika malzeme olarak bilinen grafen olduğunu belirten Doç. Dr. Şener Özönder, proje kapsamına giren konular hakkında şu bilgileri verdi: “Burada aradığınız mesela en güçlü manyetik özelliklere sahip mıknatısın element muhtevası ve atomik yapısı da olabilir, hedefi bulma yetisi ve tesiri çok yüksek bir tıbbi ilaç da olabilir veya iletkenliği çok iyi bir yüksek frekanslı mikroçip parçası da olabilir. Yapay zekâ algoritmaları sayesinde artık farklı malzemeleri tek tek çalışarak onların özelliklerini bulmaya yönelik zaman tüketici yöntem yerine, istediğimiz özelliği biz belirliyoruz, mesela sadece belli bir frekanstaki ışığı soğuran ve algoritmayı bu istenilen hususi özelliğe sahip malzemenin atomik yapısını bulmak için kullanıyoruz. Bu projeden çıkacak yazılımın ilk uygulaması, grafen temelli çevre dostu güneş pilleri yapımında kullanılacak ve ışığı en etkin şekilde soğuran katkılanmış grafen türevinin ideal atomik yapısını bulmak olacak.”

“Zirveye tırmanmak için yeni araçlara ihtiyaç var”
Yapay zekânın temel bilimlerdeki uygulamalarına dair son iki yılda adeta bir büyük patlamanın yaşandığını söyleyen Doç. Dr. Özönder, şöyle devam etti: “Şu an hemen hemen her alandan araştırmacı yapay zekâyı kendi araştırmasına dâhil etmenin yollarını arıyor. Çünkü alışılagelmiş yöntemler ile bir yere kadar geldik ama buradan sonra zirveye tırmanmak için yeni araçlara ihtiyacımız var. Mesela geçtiğimiz yıl Google’a bağlı DeepMind 50 senelik meşhur protein katlanma problemini yapay zekâ ile çözdüklerini duyurmuştu. Önümüzdeki birkaç yıl içinde canlı bilimlerinden enerjiye, tıbba ve eczacılığa kadar her alan yapay zekânın gücünden yararlanmaya çalışacak. Yapay zeka algoritmalarına veya yoğunluk fonksiyoneli teorisine ilgi duyanlar özgeçmişlerini bana eposta ile gönderip bu projeye başvurabilirler.”