Doğadan öğrenmek

Hava, trafik, hisse senedi piyasaları ve hatta vücuttaki biyokimyasal süreçler gibi karmaşık sistemler tesadüfen değil, doğrusal olmayan belli kurallara göre çalışır. Bu gibi sistemlerin her bir bileşeni, karşılıklı olarak bir diğerini etkiler ve bunu sürekli yaparlar. Örneğin tıpkı bulutlar, karınca kolonileri, lazerdeki ışın darbeleri ve beyindeki sinyaller gibi kum tepecikleri de kendi kendilerine organize olur. Bir sistemin karmaşıklığı içerdiği bileşenlerin sayısı, bu bileşenler arasındaki bağlantıların adedi ve bu bağlantılar arasındaki ilişkilerin doğrusal olmama derecesiyle doğru orantılı olarak artar. Örneğin bir sinyalin yoğunluğunun iki katına çıkarılmasıyla mutlaka etkisi de ikiye katlanmaz, sinyalin gücünün dört, hatta sekiz kat artmasına neden olabilir. Karmaşık dinamik sistemler teorisi, genellikle az sayıda parametre bazında modeli çıkarılacak birkaç sistemi etkileyen eğilimlerin ortaya çıkmasını sağlar. Örneğin akıllı bir trafik rehberlik sistemi, belirli trafik dalgalarını veya tıkanıklıklarını tahmin edebilmek için mutlaka yoldaki her sürücünün gerçekte ne yaptığını bilmek zorunda değildir. Bu gibi bir sistem aslında dalgalanan trafik yoğunluğu şablonlarından doğru zamanda belirli bir eğilimi fark edebilecek ve ardından trafik lambalarını veya tünel girişlerini gerektiği şekilde ayarlayabilecek biçimde eğitilmiştir. Karmaşık bir sistemin en enteresan örneklerinden biri de insan beynidir. İnsanlar yeni bir şeyler öğrendiklerinde beyindeki sinir hücreleri birbirlerinden bağımsız olarak yeni bağlantılar kurar ve yeni sinir ağları oluştururlar.
Tabloyu görmek için görsele tıklayın.
Algılayıcı organlar tarafından gönderilen uyarıcı şablonlar ise sonuçta çok daha karmaşık davranış kalıplarının ortaya çıkmasını sağlar. Beyin araştırmaları ile karmaşık sistemler hakkında yapılan çalışmalarda elde edilen bilgiler sayesinde bilgisayar bilimlerinde de bir paradigma kayması yaşandı. Bilim insanları uzunca bir süre boyunca karmaşık sistemlerin sadece ileri düzeyde sofistike programlarca kontrol edilebileceğine inanmıştı. Oysa günümüzde enerji üretimi, imalat, trafik rehberlik sistemleri ve lojistik gibi pek çok sürecin, beynimizdeki sinir hücrelerinin kurdukları bağlantılar benzeri yollardan çalışan sinirsel ağlarla yönetilebileceğini biliyoruz. Burada en büyük avantaj ise bu gibi suni sinir ağlarının gerçek zamanlı üretilen örneklerden anında öğrenebilmelerinde ve değişen koşullara karşı esnekçe tepki verebilmelerinde yatıyor. Günümüzde sinir ağlarından, enerji tesislerinin faaliyetlerinin yönetilmesinde de faydalanılıyor. Örneğin Siemens'in Almanya, Irsching'de kurduğu, bugün dünyanın en verimli çalışan enerji tesisi olan gaz türbini, sürekli olarak hava basıncı, egsoz gazı sıcaklığı ve salınımlarla ilgili parametreleri ölçen binlerce sensör tarafından kontrol edilmekte. Arka planda ise insan beyni model alınarak hazırlanmış yazılım sistemleri ile bu veriler değerlendirilmekte ve aynı zamanda yeni gelişmelerden de dersler çıkarılmakta.~
Benzer şekilde gelecekte "Şeylerin internetinde pek çok cihaz birbirleriyle veri alışverişi yapabilecek, web hizmetlerine erişebilecek ve insanlarla etkileşim kurabilecek. Örneğin elbiseler çamaşır makinelerine kendilerinin hangi sıcaklık derecesinde yıkanmaları gerektiğini söyleyecek ve arabalar da trafik sıkışıklıklarını ve kazaları önlemek için birbirleriyle iletişim kurabilecek. Geleceğin enerji şebekeleri binlerce enerji üreticisi ile tüketicisini birbirine bağlayacak, yazılım acenteleri birbirlerinden bağımsız olarak enerji satın alıp satacak. Bir yandan entegre trafik ve ulaşım sistemleri yolcuları gidecekleri yere mümkün olan en kısa sürede ve en konforlu şekilde ulaştırmak için çeşitli ulaşım yöntemlerini harmanlarken diğer yandan endüstriyel tesisler de imalatı, ürün operasyonlarını ve gerikazanımı optimumlaştırmak için bütün ürün yaşam döngüleri hakkında veriler toplayacak. Ayrıca yeni iş modelleri ile hizmetlerinin yaratılmasının da önü açılacak. Benzer şekilde yeni bir hizmetler interneti yaratılacak. Ancak en önemlisi web aracılığıyla birbirine bağlanan nesne ile kalem sayısının olağanüstü artması olacak.
Hans Schürmann