Karıncaların Görsel Rota Bulma Sistemleri

Karıncalar ve bal arıları çok uzaklara gittikleri halde kaybolmazlar ve yuvalarına kolaylıkla dönerler. Mesela çöl karıncaları dolambaçlı yollarda 1 km dolaştıktan sonra düz bir hat üzerinde ilerleyerek direkt olarak yuvalarına giderler. 

İnsanlar kimi zaman teknolojik aletlerle kimi zamansa doğadaki işaretlerden yola çıkarak pusula veya haritalar kullanarak yollarını bulurlar. Peki ama böcekler bunu nasıl beceriyorlar? Bu sorunun cevabını bulabilmek sadece biyologlar için değil, otonom robotlarda kullanılacak küçük yapay zeka sistemleri geliştirebilmek isteyen mühendisler için de çok önemlidir.

Yakın dönemdeki bir örnek olarak TU Delft drone araştırmacıları, karıncaların yön bulma sistemlerinden ilham almışlardır. Karıncalar oldukça küçük canlılardır. Onlar bizim dronlarımızdaki gibi büyük piller, kameralar, sensörler kullanmazlar. Çok enerji gerektiren mikroişlemcilere de ihtiyaçları yoktur. Buna karşın oldukça başarılı olan yön bulma sistemleri vardır. Karıncalardaki bu şaşkınlık verici özellikler teknolojiye uygulanabilirse depolardaki stokları izleyen veya gaz kaçaklarını tespit için devriye gezen küçük boyutlu robotlar ve dronelar geliştirmek mümkün olacak gibi görünüyor.

Karıncalar yön tayini yaparken tek sistem kullanmazlar. Bunlardan ilki yuvadan yiyecek bulmak için çıkan öncü karıncaların, yol boyunca feromon adı verilen güçlü kimyasal izler bırakmasıdır. Diğeri çöl karıncalarının ışığı polarize edebilme özellikleri ile ilgilidir. Polarize ışık, karıncaların göremediğimiz bazı ışınları görmelerini sağlar ve bu küçük canlılar ışınları kullanarak yön tayini yapabilirler. Bu sayede, karıncalar yuvalarının hangi tarafta olduğunu tahmin edebilir ve geri dönerken hiçbir zorluk çekmezler. TU Delft drone araştırmacıları daha çok karıncaların kendi hareketlerini kontrol etme esasına dayanan ve bilim insanlarının odometri adını verdiği sistemle ilgileniyorlar.

Karıncalar bizim kameralarımıza kıyasla oldukça düşük çözünürlüklü bir görüşe sahiptir. Ancak bu onlar için bir dezavantaj değildir. Çünkü bu neredeyse her yöne bakan görsellerin kolaylıkla dikkate alınmasına imkân verir. Dahası, karınca görüntüler vasıtasıyla zeminin yanlarından ne kadar hızlı hareket ettiğini de izler. Bundan hareketle geliştirilen dronenun da karıncalar gibi belirli aralıklarla görüntüleri belleğe alması ve herhangi bir andaki görüntünün bellekteki görüntülerle karşılaştırmasının yapılması planlanmaktadır. Drone bunu yaptığında o noktadan geçip geçmediğini veya oradan ne kadar uzakta olduğunu hesaplayabilecektir. Sistem ayrıca dronenun kolaylıkla eve dönmesine de imkân tanıyacaktır.

Karıncalarda mükemmel işleyen sistemin insan teknolojisine uyarlanabilmesi için bazı düzenlemelere ihtiyaç vardır. Çünkü görsellerin ne büyüklükte olacağı, ne sıklıkta kaydedileceği ve hangi aralıklarla karşılaştırılacağı iyi hesaplanmalıdır. Bu hesaplamayı kullanabilecek ölçülerde bir kamera, işlemci ve pilin kullanılması şarttır. Dronenun küçük olması ve asgari enerji ile yol kat edebilmesi için tüm bu donanımların ideal ölçülerde ayarlanması gerekir yoksa çalışmaz. 

Dronelarda özetlediğimiz tüm bu kriterler bir amaca hizmet etmek için bağımsız hareket etmenin sanıldığı kadar kolay olmadığını açıkça göstermektedir. Aynı anda kullanılan faklı birkaç sistem karıncaların yiyecek ararken ve yuvalarına dönerken en kısa ve en verimli yolları bulmalarını sağlar. Üstelik büyüklükleri en küçük drone ile kıyaslanamayacak kadar küçüktür ve büyük bir verimlilikle çalışırlar. 

Tesadüflerle oluşamayacak kadar büyük mühendislik planlamaları gerektiren bütün bu yeteneklerin evrimcilerin iddia ettiği gibi tesadüflerle ortaya çıkması imkansızdır. Karıncalardaki yön bulma sistemleri doğuştan sahip oldukları ve Allah'ın onlara ilham ettiği özelliklerdir. Teknoloji ilerledikçe keşfedilen yenilikler Allah’ın yaratma sanatına olan hayranlığımızı artırmaktadır.

Kaynak: 

Tom Van Djik ve diğerleri, “Visual route following for tiny autonomous robots”, Science Cilt:9 Sayı:92, 17 Temmuz 2024, https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.adk0310