Katalog

AYLAK BİLGİ Adım adım biyonik insana doğru Uzun süre kayda değer bir gelişme göstermeyen protez teknolojileri, son yıllarda mekatronik, nanoteknoloji ve malzeme bilimlerindeki gelişmelere bağlı olarak ciddi bir ilerleme kaydetti.Yeni nesil yapay kol bacaklar, bundan böyle uzuv kaybının doğurduğu sakıncaları ortadan kaldıracağı gibi, kullanıcıya ilave beceriler kazandıracak. Uzmanlar, protez teknolojilerindeki bu gelişmeleri biyonik çağın başlangıcı olarak niyelendiriyor. tirmiş bir insan 30.000 dolara akıllı bir yapay bacağa sahip kinci Dünya Savaşı’ndan bu yana hastalık, savaş ve olabiliyor. Bu bacaklar içerdikleri “akıllı” yazılım sayesinkazalarda kol ve bacaklarını yitiren kişiler, uzun yıllar de kullanıcın yürüme hızını öğreniyor ve farklı zeminlere tasarımı neredeyse hiç değişmeyen protezlerle idare et göre uyum sağlıyor. Buna en iyi örnek Almanya’daki Otto mek zorunda kalmışlardı. Fakat son yıllarda bu tablo tü Block adındaki ortopedi şirketinin ürettiği CLeg ve müyle değişti. Gerek görüntüsü gerekse işlevi gerçeğine İzlanda’daki Össur isimli şirketin ürettiği Rheo Knee. Bu çok benzer hale getirilmiş yapay kol ve bacaklar, labora iki protez de içerdikleri hidrolikler ve motorlar sayesinde tuvardan çıkıp, kullanıcıların hizmetine giriyor. yapay bacağın yükünü büyük ölçüde azaltıyor. Ayrıca karÇok hızlı bir gelişme gösteren protez teknolojileri yal bon fiberler kemik ve bağların özelliklerini taklit ediyor. nızca daha güçlü ve daha esnek organların yolunu açmakla Protez ayak tasarımı ciddi uzmanlık isteyen bir daldır. kalmıyor; aynı zamanda dokunmaya duyarlı bir derinin ve Doğal ayak ve bileklerdeki kaslar, sürekli olarak kuvveti beyin tarafından kontrol edilebilen uzuvların üretimine yerine göre ya baskılarlar ya da gücünü artırırlar. Bunun de yeşil ışık yakıyor. Ve bütün bu gelişmelerin beş yıl için yanı sıra ayak tendonlarının elastikiyeti sayesinde görece de piyasaya sunulması bekleniyor. Kol veya bacağını yi olarak yürürken daha az enerji sarf ederiz. Massachusetts tirmiş bir hastayı, eskisinden daha hızlı ve güçlü hale ge Institute of Technology’deki Biyomekatronik Grubu baştirmek artık zor değil. Kas, kemik ve sinir sistemi ile bü kanı Hugh Herr, “Bacaklarını yitirmiş olanlar daha yatünleşen deneysel protezlerin yaşama geçirilmesiyle, kol vaş yürür ve daha fazla metabolik enerji harcar. Kaldı ki ve bacak kaybının yarattığı olumsuzlukları tarihe karışa düz bir zeminde bile dengeleri çok sağlam değildir” diyor. Bu soruna çözüm getirmek için ŞEKİL 1 Herr’in ekibi “iWalk DOKUNUŞA PowerFootOne” adını verdiği DUYARLI protez bir ayak tasarladı. Bu proYAPAY DERİ tez ayak, elektrik motoru ve tenNASA ve NIA basınca ve dona benzer yaylardan yararlanaBasınç uygulaması sıcaklığa duyarlı yapay derak kullanıcının öne doğru ivme ri üzerinde çalışıyor. kazanmasını sağlıyor veya yavaşlatıyor. Bunlar ayak bileğinin konumunu ölçen iki mikro işlemci İçine sıcaklık sensörleri ve altı sensör tarafından kontrol gömülü “DERİ” ediliyor. İ Doğuştan gelen bir sinir hastalığına bağlı olarak sol elini yitiren John German isimli bir hasta, insanların elinin takma olduğunu anlamadıklarını söylüyor. “Benim kullandığım iLimb gerçeğine çok benzeyen silikon bir deri ile kaplı. İnsanlar bunun benim gerçek elim olduğunu sanıyor” diyor. DÜ ÜNCE KONTROLLÜ B YON K KOLLAR Kol protezleri ne yazık ki bacak protezlerine oranla daha yavaş bir gelişme kaydediyor. Elektrotlar Deriye dokunulduğu zaman, nanotüp Bunun nedenlerinden biri kol ve ağlarının oluşturduğu yapı değişir ve el kaybının bacak kaybı kadar iletkenlik farklılaşır. Elektrot demetleri 0.5 mikroamperden daha küçük bir akım, sensör demetbu değişikliği kaydeder ve bir mikroçip leri arasına uygulanır. Sensörleri birbirinden iletken karyaygın olmaması. Ayrıca kollar derinin neresine ve ne sertlikte basılbon nanotüpler ayırır. daha küçüktür ve hareket alanı dığını anlamaya çalışır. bacaklardan daha geniştir. Bu nedenle gerçek bir kolu taklit edecak. cek yapay bir protezin içine gerekli olan donanımı sığdırBeyin kontrollü robotik kol konusunda dünyanın ön mak çok zordur. Ancak parça boyutları küçüldükçe bu ende gelen uzmanlarından biri olan Baltimore’daki Johns geller de aşılıyor. Hopkins Üniversitesi’ndeki Uygulamalı Fizik İngiltere’de Livingstone’daki Touch Bionics isimli şirLaboratuvarı şefi John Bigelow bu gelişmeleri şöyle de ketin geliştirdiği iLimb adı verilen kol protezi bu alanda ğerlendiriyor: “İleri protez tasarımı konusunda heyecan yapılmış en küçük ve en güçlü kol. Çok hafif plastik bir el verici bir döneme girdik. Son yıllarda yaşanan bu biyonik olan iLimb’te her bir parmak, içerdiği motor sayesinde atılımın pek çok nedeni var. Daha küçük ve daha bece bağımsız hareket edebiliyor. Parmak hareketleri kullanırikli parçaların piyasaya çıkmasıyla yapay kol ve bacakla cının vücuduna iliştirilmiş iki sensörden gelen tepkilere rın içine daha fazla donanım tıkıştırmak mümkün. Kaldı göre yönlendiriliyor. Bu sensörler kasların kasılmasına yol ki dünyada şeker hastalığının artması ve bölgesel savaşla açan “myoelektrik” denilen elektriksel dürtüleri yakalıyor. rın şiddetlenmesiyle kol ve bacağı kesilmiş hasta sayısı da Kullanıcılar belirli bazı kasları özel bir şekilde kasarak, önlogoritmik olarak artıyor. Bu da işin aciliyetini artıran bir ceden programlanmış kavrama şekillerine göre ellerini hafaktör.” reket ettirebiliyor. Örneğin önceden programlanmış şekillerden biri, kullanıcının başparmağı ile işaret parmağı arasında bir anahtarı tutmasına olanak tanıyor. Elde ayrıPROTEZ BACAKLAR Protez teknolojilerindeki bu son gelişmelere bağlı ola ca yavaşlatma sensör sistemi de bulunuyor. Bu fren sisterak ortaya çıkan sonuçlar yavaş yavaş piyasalarda kendini mi, kullanıcı bir nesneyi yeterli bir kuvvet ile tuttuğu anhissettiriyor. Bugün hastalık veya kaza sonucu bacağını yi da elin daha fazla kasılmasını önlüyor. Akım Karbon nanotüp sensör malzemesi B YON K KOLLAR Protez eller bir gün normal Tümüyle biyonik olan elin becerisini sollayacak kollar da yakında piyasaya çıkmak üzere. Segway isimli yakıtsız taşıtı tasarlayan Dean Kamen’in geliştirdiği Luke Arm, Amerikan İleri Savunma Araştırma Projeleri Dairesi (DARPA) tarafından finanse edilmiş. Irak ve Afganistan’da meydana gelen patlamalarda kol ve bacaklarını yitirmiş savaş gazilerinin sayılarının artması DARPA’nın bu alana öncelik vermesinin en önemli nedeni. DARPA son yıllarda düşünce kontrollü biyonik kol tasarımına yaklaşık 50 milyon dolarlık bir bütçe ayırmış durumda. Star Wars isimli filmdeki Skywalker’ın biyonik elinden esinlenerek geliştirilmiş olan Luke Arm, kullanıcının el sıkışmasını, kilidin içinde anahtarı döndürmesini ve kahve çekirdeği gibi küçük nesneleri tutabilecek kadar hassas hareketleri yapabilmesine olanak tanıyor. Myoelektrik sensörler veya ayakkabının içine giyilen ayak kontrollü joysick ile kontrol ediliyor. Dokunsal geribesleme, kullanıcının derisine tutturulmuş, salınım yapan küçük bir motordan geliyor. Bu motor kavrama gücü yükseldikçe daha yüksek bir frekansta titreşim yapıyor. Bu cihazlar ne kadar gelişmiş olursa olsun, daha aşılması gereken çok sayıda engel mevcut. Örneğin kullanıcını kemiklerine ve sinir sistemine doğrudan bağlanan bir protez, vücudun ayrılmaz bir parçası olarak doğal bir uzantı haline gelebilmeli. Gerçekçi, yapay bir deri, protezin vücudun doğal uzantısı haline getirilmesinde çok önemli bir rol oynuyor. Şu anda görüntü açısından çok iyi bir deri kaplama malzemesi geliştirlmiş durumda. Derinin üzerindeki gözenekler ve kıllar doğal görünümü tamamlıyor. Fakat bu deri henüz dokunsal geribesleme özelliğine sahip değil. Şu anda NASA ve NIA (Amerikan Havacılık ve Uzay Enstitüsü), ince, esnek yapay deri yamaları üzerinde çalışıyor. Bu deri parçaları dokunmaya duyarlı (Bknz ekil 1). yarlılık eşiğini geliştirmeye uğraşıyor. PROTEZ VÜCUDA BA LAMA YÖNTEMLER Yapay uzvun gerçeğine benzer hale gelmesini sağlamanın bir yolu da onu vücuda tam kalıcı veya yarıkalıcı olarak bağlamak. Şu anda en iyi tasarımlar bile vücuda sabitlenemiyor, yalnızca “giyilebiliyor”. Bu da bazı sorunlar doğuruyor. Örneğin protezin yuvası terden veya sürtünmeden hasar görebiliyor. Ayrıca hafif bir gevşeme kontrol ve güç kaybına yol açabiliyor. Araştırmacılar, bağları sıkarak sağlamlaştırmak yerine, yapay kol veya bacağı iskelete doğrudan bağlamanın daha doğru olduğunu düşünüyor. İsveç, Gothenburg’daki Sahlgrenska Teaching Üniversitesi Hastanesi’nden Rickard Branemark’ın başkanlığında bir ortopedist grubu, diş implantlarında kullanılan tekniğe benzer bir sistem üzerinde çalışıyor. Bilim ekibi hastanın kol ve bacağında arta kalan kemiklere titamyum uzantılar implant ederek deriden 2 cm. dışarıya uzanan destekler bırakıyorlar. Protez uzuv bu desteğe bağlanıyor. Herhangi bir bağlantı yuvasına gerek bırakmayan bu sistem, yapay kol ve bacağın kolayca takılıp çıkartılmasını kolaylaştırırken, ana eklemin hareketlerine de engel olmuyor. Bu sistem şu anda deneme safhasında. Kullananlar hareketlilik ve rahatlık açısından bunların daha iyi olduğu kanısındalar. Ayrıca bu protezleri daha uzun kullanma şansı da var. Ancak deriden dışarı taşan desteğin çevresinde enfeksiyon oluşma riski sorun yaratabiliyor. Bundan başka, zaten zayıf olan arta kalan kemikler, üzerlerine binen ilave yük ile daha da kırılgan hale geliyor. University College London’dan Gordon Blunn liderliğindeki bir İngiliz ekibi enfeksiyon sorununu titanyum implantlara gözenek açarak çözümlediklerini bildiriyor. Deri, kas ve kemik dokusu, gözeneklerden desteğin içine ve çevresine doğru gelişerek vücut ile daha sıkı bağlar oluşturuyor. Yapay bacak ve kolu vücudun gerçek bir uzantısı haline getirdikten sonra sıra, protezi doğrudan sinir sistemine bağlamaya geliyor . Bu da beyin sinyallerini yakalamak, gerçek zamanda şifresini çözmek ve proteze yönlendirmek anlamına geliyor. Ayrıca protezden çıkan duyusal girdinin merkezi sinir sistemine geri gönderilmesi gerekiyor. lanıcıların bu arzusunun teorik de olsa mümkün olabileceğini söylüyor. Deneylerine katılan gönüllüler, mekanik bir eli düşüncelerini yoğunlaştırarak hareket ettirmeyi başardılar. Gönüllülere deney sırasında, beynin bazı elektriksel faaliyetlerini yakalayan elektrotların iliştirilmiş olduğu bir kep giydirildi. Kullanıcının yapmak istediği şey EEG sinyali şeklinde işlemden geçirildikten sonra eli kontrol etmekte kullanıldı. Girişimsel olmayan bu sistem, tepki süresi ve hareket alanı açısından bazı sorunlara yol açtı. Ancak Thakor’a göre bu sistem, bir gün daha girişimsel bir yaklaşımla, elektrotlerin beynin içine yerleştirilmesi sonucu daha verimli hale getirilebilecek. Felçli insanların yürüyebilmesi için yeni teknolojiler üzerinde çalışan Duke Üniversitesi’nden Miguel Nicolelis, vücudun tümü için bir eksoskeleton (dış iskelet) projesi üzerinde çalışıyor. Nicolelis bu proje ile ilgili beklentilerini şöyle açıklıyor: “Bir gün beyin sinyallerini, hastanın bacağına veya koluna doğrudan gönderecek bir bypass sistemi geliştireceğiz. Bu sistemde hastanın kol ve bacaklarının yapay veya doğal olması fark yaratmaz. Önemli olan çalışmamasıdır.” Beyin kontrolü konusundaki diğer gelişmelerin içinde en umut verici olanı, Cyberkinetics adlı şirketin geliştirdiği BrainGate isimli sinirsel arayüz. Bu arayüz sayesinde kol ve bacakları felçli 24 yaşındaki bir hasta, video oyunları oynayabiliyor, bilgisayar imlecini hareket ettirebiliyor ve en önemlisi beyninin yüzeyine implant edilmiş bir çip yardımıyla robotik bir kolu kontrol edebiliyor. Tahir M. Ceylan tahirmceylan@gmail.com Uygarlığımız bencilliğimizin eseridir. Taş devrindeki insan başka her şey olup da sadece bencil olmasaydı, diyelim firavunlar kendini bu kadar sevmeseydi piramitler olmazdı. Yakarak, yıkarak, yaparak dünyanın altını üstüne getirme işimiz aslında bencil genlerin gösterisinden başka şey değildir. Bencillik/Kapitalizm, Bir Son Yok mu? Genlerimiz hükmetmekte ve zenginleşmekte kendilerini gösterdiler. Alanlar dolmaya başladıkça ve yeni genler yeryüzünde gösteri yapacak yer bulamayınca başka alanlar açıldı: stilistlik, gurmelik, fütüristlik vd. Her alanda milyarlarca genden milyonlarca gösteri izliyoruz. Bugün yapılan gösteri yarını doyurmuyor, bencil benlikler o kadar hızla duyarsızlaşıyor ki, onların doyurmak için ertesi gün koreografisi değişmiş yeni bir gösteri izliyoruz. Yüzyılın ortasına doğru doyum/acıkma döngülerinin haftalık/günlük olmaktan çıkıp saatlik olmaya başlayacağını düşünüyorum. Saatte bir değiştirilen giysiler, sevgililer. Çok doymuşları doyurmakta bir doygunluğa ulaştık artık. Baş döndürücü ilerlemenin başladığı nokta, sanırım insan nüfusunun on binlere düşüp de herkesin yokolma tehlikesi geçirdiği andır. O noktada belki bir yaratıcının sopanın ucuna bağladığı sivri taşla yaptığı mızrak, insanı yaşatmakla kalmadı, onun, aletin tek önemli varolma aracı olduğunu anlamasına da neden oldu. En benciller en iyi aletleri yaptılar ve kazmalar, arabalar, kalburlar, kemanlar, baltalar, urganlar, uçaklar, kayıklar, aynalarla bugüne geldik. Sonra yaptığımız aletleri değiştirmeye başladık, kapitalizm doğdu ve hiç kimsenin fark etmesine izin vermeden, bu vahşi dönemler sistemi dünyayı, her zenginliği versen ödenmeyecek bir borcun altına soktu. Elli bin yıldır yaptığımız tüm aletler, doğal zenginlikler, bin tane ultra bencil genin yaptığı gösteri sonunda rehin alındı. İki yıl sonra en zengin bin adam, dünyanın bütün değerli topraklarını, en değerli tablolarını, bütün şatolarını insanlığın elinden alıp götürecek güce ulaşacaklar, hatta ulaştılar. Bu zenginlerin içinde ağır kişilik bozukluğu olanlar da var. “Benim değil mi, ister bakarım, ister yakarım” deyip dünya kültürünün ortak miraslarını, “sıra dışı bir doyum” diyerek yakıp geçebilirler de. Neron psikopattı, annesiyle yatardı, sonra biliyorsunuz Roma’yı yaktı. Kapitalizm her yeni aşamasında kendini roketleyerek, içinden patlaya patlaya hızını ivmelendirdi ve insana ait her şeyi kendi diline tercüme etti. Bugün artık aşk maldır, sevda promosyon, zevk bir iş, canilik meslek, dostluk aldatmaca ve iyilik yetersizliktir. Mevcut sistem, çoklu bir etkiyle kötüyü başat hale getiriyor, gen havuzunda kötü lehinde genetik çeşitlenme zayıflıyor. Bu iş eşik noktayı aşarak, kötüyü katlayarak arttıran bir fasit döngüye dönüştü. Şu an yapabilse ya/ya da iz bırakmayacağından emin olsa, dünyayı yakmaktan çekinmeyecek hatırı sayılır sayıda sade insan yaşıyor dünyada. Lacan’da temellerini bulduğumuz şekilde arzu, hemen doyurulacak zevke dönüştü. Oysa arzu başlangıç, zevk sondur. Başlangıçlarını yaşamadığımız sonlar, devamlı sonlar, nereye kadar? İnsanda arzu açılmalar doğururken, zevkler kapanmalar yaratır, insan artık kapalıdır, anlamaya, yeniden yaratmaya, kendisi için bir acı, başkası için mutluluk doğurmaya kapanmıştır. Bu süreçte insan serüvenden, iç disiplinden, gelişimden, olma işleminden çıkmıştır. Kum renkli bir Keşmir Vaşağını düşünelim, mart başında dişisinin önünde yüzerek, tırmanarak, koşarak, hırlayarak, usulca sokularak saatler içinde onu ikna ediyor ve elbette dişinin üzerindeyken değil, ikna sürecinde erkek oluyor. Şimdi de duman renkli bir Tibet Vaşağı hayal edelim; yakaladığı her ördeği, kar tavşanını dişinin önüne rüşvet gibi getiriyor ve o onu yerken, o ona sahip oluyor. Duman renkli vaşak, sürecini geçirmediği için erkek değildir, sürece çekilmediği için altındaki de dişi değildir; kapitalizmin her aracıyla girdiği alanlarda o yüzden cinsiyet belli değildir. Yeryüzünde yarışarak yapılacak çok şey vardı, onları gerçekleştirmek için bencilliğin sınırsız gücünden yararlandık. Teşekkür ediyoruz, işbirliğini geliştirebilmemiz için de artık kendisini geri çekilmeye davet ediyoruz. PROTEZLER, Y T K ORGANDAN DAHA BECER KL Protez kol ve bacakların zaman içerisinde gelişerek, gerçek kol ve bacaklardan daha sağlam ve hafif olması beklen i y o r . P r o t e z l e r , Oscar Pistorius doğuştan sahip olduğumuz kol ve bacaklara göre daha üstün niteliklere sahip olabilirler. Bu durumda protezler bir tür doping anlamına gelebilir. Buna en iyi örnek iki bacağı da olmayan Güney Afrikalı koşucu Oscar Pistorius’tur. Karbon fiberden yapılmış kavisli “bacakları” ile koşan Pistorius, Pekin Olimpiyatları’na katılmak için yapılan ön elemelerde kıl payı ile elendi. Olimpiyat yetkililerinden bazıları Pistorius’un protez ayaklarının kendisine biyomekanik bir avantaj sağladığını iddia ederek bunun “fair play” ilkesine ters düştüğünü savundular. Ne var ki Herr ve diğer bilim adamları bu iddiaya şiddetle karşı çıktılar. Her iki bacağının alt kısmını bir kazada yitirmiş olan Herr, yakın gelecekte doğal bacaklardan daha becerikli protezlerin üretileceğine inanıyor. Ayrıca kendisi için özel tasarımlı iki kaya tırmanma protezi geliştiren Herr, bundan böyle sağlıklı dağcılardan daha iyi bir performans çıkartacağını düşünüyor. iLimb isimli protez elin mucidi David Gow, kozmetik cerrahinin gelecekte yeni bir Michael Phelps veya Victoria Secret mankeni üretmek için tamamen sağlıklı kol ve bacakların yerine daha estetik ve daha güçlü protezler koyacağını ileri sürerek, “O zaman toplum olarak yepyeni bir ahlak anlayışı ve davranış kuralları geliştirmemiz gerekecek” diyor. Derleyen: Reyhan Oksay Kaynak: New Scientist 3 Ocak 2009 www.oscarpistorius.co.za www.tuvie.com/category/lifescienceandmedical/prostheticleg DOKUNU A DUYARLI DER Kauçuk polimer bir kompozitten yapılan yapay deri hem hafif hem de esnek. İçine gömülü tek duvarlı nanotüpler deriye piezodirenç (malzeme üzerindeki basınç değiştikçe malzemenin elektriksel direnci de değişiyor) özelliği kazandırıyor. Deri, nanotüp tabakasının değişen direncini ölçerek farklı basınçları ve temasın cinsini –örneğin hafif bir sürtünme mi yoksa sert bir darbe mi olduğunu tespit edebiliyor. NIA araştırmacısı Cheol Park bu konuda şöyle konuşuyor: “Bugüne dek insan cildinin hassas algısına henüz erişemedik. Ancak pek çok elsiz ve kolsuz insan için bu gelişme bile devrim niteliğinde.” Bilim ekibi şu anda bu sinyalleri kullanıcının beynine ve sinirlerine ulaştırmaya çabalarken, malzemenin minimum du CBT 1146/8 6 Mart 2009 BEY N LE PROTEZ ARASINDA DO RUDAN BA LANTI Protez kullananların en büyük isteği, yapay kol ve bacaklarının hissetme becerisine sahip olması ve bunları beyin sinyalleri yardımıyla kontrol edebilmeleri. Johns Hopkins Üniversitesi’nden Nitish Thakor ve ekibi, kul CBT 1146/9 6 Mart 2009