Bilim ve teknolojinin gelecekte nasıl olacağını tahmin etmek artık zevkli ve yararlı bir uğraş; biraz da sersemletici. Kök hücrelerini, 10 ila 20 yıl içinde tam teşekküllü insan dişine dönüştürebilecek ya da gelecek nesil kompozit maddelerin içine ‘kendi kendini onarabilen’ mikroskobik yapılar ekleyebilecek miyiz? Ve ne zaman?

Kesin olan bir şey var: Tüm bu atılımlar, canlı ve cansız şeylerin kodlarıyla oynanarak gerçekleşecek. Makinelerimizi daha fazla bilgiyle donattıkça ve bilgisayarlarımızın nasıl çalıştıklarına daha fazla kafa yordukça imkanlarımız da genişleyecek.

Şimdi TV programlarında sık işittiğiniz bir anonsu biz de burada yapalım: Koltuklarınıza oturun ve aşağıda size sunduğumuz ‘En Yenilerin En İyileri’ni okurken başınızın dönmesine hazır olun!

1- PDA: Gerçek bir cep bilgisayarı

2- İleri zeká ve hafızanız var

3- Kendini onarabilen otomobil

4- Dişiniz sağlıksız mı? Yenisini çıkartın

5- Robot böcekler

1- BU BİR PDA, YANİ GERÇEK BİR CEP BİLGİSAYARI

Avuç içi ‘akıllı iletişimciler’, bilinen en gelişmiş diz üstü bilgisayarlarının hafızasına ve işlem gücüne sahip olacaklar ve hemen yanı başınızdaki bir ekranda belirebilecekler. Sanal diz üstü bilgisayarınız cebinize sığacak kadar küçük.

Ona akıllı iletişimci de diyebilirsiniz. Birkaç yıl içinde, kişisel dijital yardımcılar yani PDA’ların günümüzdeki işlevleri, bu yeni icadın en geri kalmışları haline düşecek. Veri saklama kapasitesinin her 18 ayda bir ikiye katlandığını söyleyen Moore Kanunları’nın bir çeşidi sayesinde, yarının akıllı iletişimcileri 250 GB diğer bir deyişle 55 film depolayabilecek.

PDA’nızın güç-emici, sıvı kristal ekranına (LCD) ‘elveda’, akıllı iletişimcinin enerjiyi de akıllı kullanan, ışığı yayan organik diyot ekranına (OLED) ‘merhaba’ deyin. OLED, elektrik yüklendiğinde ışığı yayan organik maddeler kullanırlar, bu nedenle de arka ışığa gerek kalmaz. Bugün de bazı cep telefonlarında kullanılmakta olan OLED’ler, LCD’lerden daha geniş görüntü açısı sunarak oyunlardan bilgisayar grafiklerine kadar her şeyin görüntüsünü geliştiriyor.

Saniyede 400 KB’lik veri

Bir diğer önemli atılım, daha hızlı kablosuz internet bağlantısı. Saniyede 400 KB’lık veri transferinin standart haline gelmesiyle, yüksek kalitede görüntü akışı gerçeğe dönüşecek. Ödüllü Tapwave Zodiac PDA’nın tasarımcısı Scott Summit, ‘Tüm hayatınızı PDA içinde taşıyacaksınız.

Bir bilgisayar veya bir televizyon da ona bağlanarak çalışacak’ diyor. İş seyahati yapanlar, otel odalarında ve havaalanlarında cihazı, gelişmiş halini içeren ekran ve klavyesiyle kullanabilecekler.

Tüm bunların ötesinde cihazın kendine has bir ‘sinir sistemi’ bulunacak. Alıcılar (sensörler), dış dünyayı algılayıp davranışını buna göre değiştirecek. İçine yerleştirilen bir RFID okuyucusu (radyo frekansı kimlikleme), yakınlarda bulunan RFID etiketlerindeki verileri alacak ve PDA da çektiği resimlere otomatik olarak kimlik etiketleri iliştirecek. Üzerindeki bir göz tarayıcısı, menü çubuğuna şöyle bir bakışınızla tüm sayfalar arasında dolanacak.

Evinizi gösterecek

Işık, sıcaklık ve harekete duyarlı alıcılar, cihazın cebinizde mi yoksa elinizde mi olduğunu anlayıp buna göre cep telefonunun zil sesi seviyesini ayarlayacak. Mikrofon çevredeki sesi ölçüp, örneğin gürültü bir lokantadaysanız cihazın sesini açacak. Küresel Konumlama Sistemi (GPS), evinize yaklaştığınızda kaloriferi mi yoksa havalandırmayı çalıştırmanız gerektiğini haber verecek.

Bu kadar çok kimlik bilgilerinizi içerecek olan akıllı iletişimciniz, bir hırsız için çok değerli olabilir. Eğer kaybederseniz, parmak izine hassas çalıştırma düğmesi, cihazı elinde tutan kimseye ‘lütfen beni sahibime götür’ mesajını iletecek.

Ayrıca, herhangi bir kablosuz sisteme gizli yollardan yerini iletecek olan cihazınızı internete dayalı herhangi bir haritadan izleyebilirsiniz. Harita üzerinde yanıp sönen yeşil ışık sizin evinizi gösteriyorsa sakın şaşırmayın; akıllı iletişimciniz koltuğunuzun yastıkları arasına girmiş olabilir.

Geleceğin Pilleri

Süper PDA 2010’da nasıl görünürse görünsün içindeki herşey çok daha küçük, daha hızlı ve daha güçlü olacak; pili de. Piller, günümüzdeki standart pillerden çok daha iyi olacaklar. Bu cihazlara uygun bir güç devrimi içinse en az 5 yıl daha beklemeniz gerekiyor. Bu süre içinde, yakıt hücrelerinin yüzey alanı-hacim oranının artması ve böylece mobil kullanım için daha pratik hale gelmeleri bekleniyor. Yakıt akışının kontrol altına alınması, bu hücrelerin en inatçı sorunlarından birinin daha çözülmesi anlamına gelebilir: bu sorun değişen güç taleplerini yerine getirebilmek. Bir diğer olasılık, bir yakıt hücresini pille birleştirmektir. Bu durumda, yakıt hücresi pili doldururken pil de cihaza güç aktarır.

Boyutları inanılmaz

Görüntü panelini açın (1) ve PDA’yı, görüntülü telefona dönüştürün. OLED uçlardaki polimerler, bir elektrik yükü uygulandığında sertleşirler ve cihazın açık ve düzgün kalmasını sağlarlar.

Konuş ve Hecele

Çok yönlü emir-komuta paneli, iletişim fonksiyonlarına göre değişir. Bir kalem ve el yazısını tanıyan bir yazılım, kullanıcının kablosuz olarak e-posta göndermesini sağlar. Kalemle, interaktif ekranda da komut verilebilir.

2- ARTIK ZEKANIZ VE HAFIZANIZ DAHA İLERİ

Geleceğin beyinle ilgili döneminde, akli manyetik uyarı ve hafızayı güçlendiren ilaçlar, unutkanlık ve dalgınlığı beyninizden silecekler.

2015 yılı dolaylarındasınız. Seansınız, sanal yap-bozlar, hafıza testleri ve tepki zamanını ölçen oyunları içeren bir dizi akıl testiyle başlıyor. Sonuçlarınızın değerlendirilmesinin ardından, elektromanyetik halkalar içeren hafif bir kask giyiyor ve 3 boyutlu bir cihazın beyninizi görüntüleyerek başlığı ayarlamasını bekliyorsunuz. Cihaz, gri maddenizi acı vermeyen enerji itkileriyle vurdukça ilginç bir şekilde kendinizi enerjiyle yüklenmiş hissediyorsunuz. Birkaç dakika sonraysa, akıllı bara giderek beyni güçlendiren hapları alıyorsunuz.

Bu senaryo göründüğü kadar uzak değil. Sinir bilimcisi Mark George ile ekibi, belki bir gün bir pilotun kaskının içine yerleştirilip yorgun pilotun beynini rahatlatacak çok hafif elektromanyetik halkalar geliştirdiler.

Bu kafatasının içine nüfuz eden manyetik uyarı (TMS) cihazı, kişinin beyninin birkaç santimetre içine saniyeden daha az süren enerji itkileri göndererek beyin hücrelerindeki elektriksel aktiviteyi başlatır. Sözgelimi, bir kişinin herhangi bir sesi duyunca tepki olarak hemen bir düğmeye basması isteniyor.

Çalışmalara göre, düğmeye basmadan hemen önce beynin ilgili bölgesine manyetik itki gönderildiğinde, bu tepki süresinde yüzde 5 ila 10 arasında ilerleme sağlanabiliyor.

Beynin merkezine giriş

TMS, beynin hareketlerinin 3 boyutlu resmini çekebilen fMRI ile birlikte çalıştığında sinirlerin belirli bir bölgesini hedef alabiliyor. George’un ekibi, depresyondaki hastaların pek çoğunda anormalliklerin gözlendiği beynin prefrontal korteksini bir hafta boyunca ritmik olarak (rTMS) uyardı. Sonuç olarak, kişinin semptomlarında gelişim gözlendi. TMS araştırmacıları, beynin merkezine girme yöntemleri geliştirmeyi ve Parkinson gibi hastalıkları tedavi etmeyi umuyor.

Bu arada Helicon Therapeutics ve diğer laboratuvarlar, bilişsel performansı ve hafızayı geliştirici bileşikler geliştiriyor. Bu ilaçların hedeflerinden biri, uzun süreli hafızaların oluşturulmasına yardımcı olan CREB proteini.

Beyinlerindeki CREB miktarını arttırmak amacıyla meyve sineklerinin genetik yapılarını değiştiren bilim adamları, üstün hafızaya sahip hayvanlar yarattılar. Canlıların normalde, ışıkla şok veren bir odayı kokusundan tanıyarak buradan uzaklaşmaları için 10 seans gerekir. Genetik yapıları değiştirilen hayvanlarsa bunu 1 seansta öğrendiler. İnsan üzerindeki deneyler de bu yaz başlıyor.

Eğer başarılı olursa, bu teknolojinin ilk müşterileri yaşlılık veya hastalıklar nedeniyle beyin sorunları yaşayanlar olacak. Araştırmacılardan Tik Tully, bu tür tedavilerin sağlıklı kimseler üzerinde denenmesinin en az 10 yıl alacağını belirtiyor. Çünkü potansiyel tehlikeleri sanılandan daha da fazla.

Beyninizi baştan eğitin

TMS kaskı (1), hareket edebilen mıknatıslarla yüklü (2). Saniyeden çok daha kısa süren enerji itkileri, nöronlardaki elektriksel aktiviteyi tetikler. Uzmanlar, ilk olarak bilişsel eğitim merkezlerinde kişinin nöral dolaşımını incelemeyi hayal ediyor. Bir zeka eğitimcisi, ‘beyin dolaşımını daha işlevsel duruma getirmek için’ ilaçların da bulunduğu beyin egzersizi reçetesi yazacak.

3- KENDİNİ ONARABİLEN OTOMOBİL

Halen gelişim aşamasında olan 2 madde, aracın bir kazadan sonra kendini yenileyen parçaları olmaya hazırlanıyor.

Arabaların bu kadar kolay çizilip hasar görmeleri ne kadar da yazık. Dikkatsiz bir sürücü park ederken veya bir başkası alışveriş arabasını boşaltırken aracınızı çizebilir. Peki ya aracınızın yapıldığı bileşim maddeleri, insan vücudu gibi kendi kendini iyileştirebiliyorsa? Aklına bu soru takılan Illinois Üniversitesi'nde profesör olan Scott White, ‘Çatlaklar oluştukça onları tedavi etme fikrini sevdik’ diyor.

White’ın ekibinin geliştirdiği madde, içi sıvı dolu mikrokapsüllerin milyonlarcasını içeriyor. Herhangi bir çatlak oluştuğunda, mikrokapsüllerin kapağı kırılır ve ‘tedavi edici madde’ olan sıvı disiklopentadin (DCPD) serbest kalır.

Kabarcık- Alaşım

Damar hareketiyle sıvı yarığa taşınır ve sıvı da burada katalizör parçacıklarla etkileşerek birkaç dakika içinde katılaşır. Henüz küçük haldeyken yarıkları bulup onları yamalayan arabanın yapısı, kendi gücünün yüzde 90’ını elinde tutup ömrünü de uzatabilir. Tabii ki tüm kapsüller kırıldığında madde kendi kendini onaramaz hale gelecektir. White’ın buna çözümü ise, maddeyi yaşayan bir yaratığa dönüştürebilmek.

‘Biyolojik bir modele giderek daha çok yaklaşıyoruz. İnsanların yalnızca yenilenmeyi ve iyileşmeyi sağlayan yapı taşlarını değil aynı zamanda besinleri ve herşeyi taşıyan bir dolaşım sistemleri var. Biz de, içlerine dolaşım şebekeleri yerleştirilmiş maddeler üretme üzerinde çalışıyoruz.’

Kendini iyileştiren bileşimler aracınızı çiziklerden koruyabilir, ama ciddi çarpışmalarla oluşan hasardan değil. İşte tam burada, ‘kabarcık-alaşım’ devreye giriyor. Caltech laboratuarlarında geliştirilen madde, paladyum, nikel, bakır ve fosfor karışımından oluşuyor. Üzerine bir çekiçle vurduğunuzda bile kabarcık-alaşım, hemen kendi şekline dönüyor.

Hemen Tamir

Karbon-fiber bileşimi içine iliştirilen mikrokapsüller, oluşan bir yarık içine ‘tedavi edici sıvı madde’ gönderirler. Katalizör mikroparçacıklar bu kapsüllerle etkileşir ve sertleşerek yarığı kapatır. Araştırmacılara göre, bu maddeden yapılan bir araba orijinal gücünün yüzde 90’ını elinde tutar ve ömrünü de uzatır.

Tekmeleyin

Arabanızı daha hasar verici darbelere karşı (mesela siyah kuşak sahibi bir karateciye karşı) korumak için üretilen süper esnek kabarcık-alaşım, darbenin enerjisini absorbe eder. Darbeden sonraysa madde hemen orijinal haline döner.

4- DİŞİNİZ SAĞLIKSIZ MI? YENİSİNİ ÇIKARTIN

Bilim adamları kültürde diş geliştirmeyi başardı. Kök hücreleri ve doku mühendisliğindeki ilerlemeler bu teknolojiyi dişçilik alanına sokmak üzere.

Pamela Yelick’in laboratuarındaki geniş bir teknenin içinde onlarca zebra balığı yüzüyor. Bu hayvanları diğerlerinden ayıran en büyük özellikleri dişlerinin olması. Bununla da kalmayan zebra balıkları yaşamları boyunca dişlerini döküp yerine yenisini çıkarıyorlar. İnsanlarınsa böyle bir özellikleri yok; ama şimdilik.

Bugün ABD, Avrupa ve Japonya’da 200 milyondan fazla insanın en az bir dişi eksik ve yalnız ABD’de yılda 200 bin diş implantı gerçekleştiriliyor. Ancak protezlerde kullanılan titanyum yapısı çevre dokularca reddediliyor ve birçok sorun yaratabiliyor.

Yelick’in ekibi ise, Boston’daki Forsyth Enstitüsü’nde balık teknelerinde diş üretiyorlar. Ekip 2002’de, ilk ‘kültür dişi’ni üreterek bilim çevrelerini şaşırttı. Yalnızca 0.03 santimetre çapında olmasına karşın bu diş büyük bir atılımdı.

Başka laboratuvarlarda daha önce diş kemiği (dentin) kök hücrelerinden diş kemiği elde edilmişti. Yelick’in, 6 aylık bir domuzdan alınan diş tomurcuğundan geliştirdiği dişi ise, kemik çekirdeği üzerinde mine tabakasına ve diğer fark edilir yapılara sahipti.

Araştırmacı ilk olarak henüz olgunlaşmamış diş dokusu olan tomurcuğu hücrelerine ayırdı. Ardından, diş şeklindeki polimer bir yapının içine gömülen hücreler kolajenle kaplandı. Bu yapı da, bir farenin sürekli kan akışının bulunduğu bağırsaklarına yerleştirildi ve 20 ila 30 hafta beklendi.

Bu yöntemin insana uygulanmasının önündeyse 2 büyük engel var. Bunlar, mine kök hücrelerini yalıtabilmek ve büyüyen tomurcukları belirli bir boyut ve şekle getirebilmek. Yelick’in ekibi ilk zorluğu aşmış durumda. İkinci sorunun da çözülmesinin ardından araştırmacı, 3 ila 5 yıl arasında büyük canlılar ve hatta insanlar üzerinde deneylere başlamayı umuyor. ‘Şimdiden insanlar arayıp domuz dişi istiyorlar. Ancak klinik ürünler 10 ila 15 yıldan önce elimizde olamaz’

Yenilenen Dişçilikteki Diğer Gelişmeler

İğne: Forsyth Enstitüsü’nden 2 araştırmacı, çocuklarda diş çürüklerini önleyecek bir aşı geliştiriyor. Bu aşının, çürüklere neden olan ‘mutans streptococci’ bakterisine karşı antikorların üretimini başlatması öngörülüyor.

Sakız: Paffenbarger Araştırma Merkezi'ndeki bilim adamları, dişlerin kendilerini tedavi etmelerini sağlayacak sakızlar geliştiriyorlar.

Kültürdeki İnci Beyazlığı

Çocuğunuzun süt dişi düştüğünde, bunu özel bir kapsüle koyun ve dişin kök hücrelerini ayıran, kültürleyen ve örneği saklayan bir laboratuara gönderin. Her bir kapsül, mühürlenebilir ve laboratuara gidene kadar kendisini besleyecek madde içerir.

5- ROBOT BÖCEKLER

Minik sonar ve motorlarla donatılmış ve MEMS işlemcileri yüklenmiş olan ‘müfettiş-böcekler’, hızlı tur atıp uçarak sahipleri insanlar için incelemelerde bulunacaklar.

Böcekler, insanların giremedikleri yerlere girerler; diğer tüm organizmalardan daha fazla işbirliği yaparlar; hatta bazıları da uçar. İşte bu karşı konulamaz özellikleri, robot bilimcileri harekete geçiriyor.

10 yıl içinde, alıcı ve kablosuz vericilerle yüklü mekanik böcekler, depremde hayatta kalan olup olmadığını öğrenmek için enkazda ve olası bir hasarı tamir etmek içinse bir uzay mekiğinin içinde gezinecek.

UC Berkeley CITRIS’ten profesör Kristofer Pister ile öğrencisi Sarah Bergbreiter, sadece 0.8 cm. uzunluğunda ve 0.06 cm. genişliğinde güneş ışığıyla çalışan bir mikrorobot üretti. Robotun hareketinin temelinde, bir bacağı çok küçük bir miktar öne doğru uzatmasını sağlayan yeni bir sistem yatıyor. Şu anda robotun yalnızca, tüm vücudu çekecek kadar güçlü olmayan iki uzvu var. Yine de bu böcek, entegre devrelerin üretildiği MEMS (mikro elektromekanik sistemler) işlemcileriyle hálá küçük robotlar yapılabildiğinin bir kanıtıdır.

Robot havalanmak için, 30 mW lityum-iyon karışımı bir pilden güç alacak. Robotu geliştiren Ronald Fearing, amaçlarının, üzerine alıcılar ve küçük bir video kamera yerleştirilen robotu, arama-kurtarma çalışmalarında kullanabilmek olduğunu söylüyor.

Başka birçok üniversite ve laboratuarsa, kanatlı mikrorobotlar üretmenin peşinde. Seiko Epson, daha önce kullandığı bir tekniği, helikopter benzeri pervaneleri olan yeni bir robot üzerinde deniyor. 9.5 gram ağırlığında ve yaklaşık 2 cm. çapındaki bu Uçan Mikrorobot, itme için minik, ultrasonik bir motora sahip.