Yarım Asırlık Teknoloji Mirası: Mühendisliğin Evrimi ve Geleceğin İnşası

 

İncelenen raporun orijinal ismi The Past Half Century of Engineering—And a Look Forward: Summary of a Forum / Mühendisliğin Son Yarım Yüzyılı ve Geleceğe Bakış: Bir Forumun Özeti şeklindedir. Bu çalışma, National Academy of Engineering / Ulusal Mühendislik Akademisi’nin ellinci kuruluş yıl dönümü vesilesiyle düzenlenen ve alanında uzman yedi ismin katıldığı bir forumun verilerini kapsamlı bir şekilde sunmaktadır.

Mühendislik Disiplinlerinin Tarihsel ve Teknik Analizi

"Havacılık ve Uzay Teknolojilerinde Hatalardan Öğrenmek" konusu incelendiğinde, sektörün 1990'lı yıllarda yaşadığı altı fırlatma başarısızlığından büyük dersler çıkardığı görülmektedir. Bu dönemdeki kayıplar, altyapı ve verimlilik süreçlerinin radikal bir şekilde yenilenmesine neden olmuştur. Havacılık sektöründe başarının sadece beklenmediği, mutlak bir zorunluluk olduğu vurgulanmaktadır. Hata yapmaktan korkmayan takımlar, başarıya ulaşmak için stratejik bir öğrenme süreci geliştirirler.. 1999'dan bu yana elde edilen 96 ardışık başarılı fırlatma, bu kolektif öğrenme sürecinin bir sonucudur. Bu alanda Wanda M. Austin’in liderliği dikkat çekicidir. New York'un iç kesimlerinde, eğitimli bir ailede büyüyen Austin, yedinci sınıftaki matematik öğretmeninin teşvikiyle mühendisliğe yönelmiştir. Zor problemleri çözmeye olan tutkusu, onu havacılık sektörünün zirvesine taşımıştır.

"Yerkürenin Kaynak Olarak Kullanımı ve Biyomaden / Biomining" başlığı altında, insanoğlunun kullandığı her nesnenin yer kaynaklarına dayandığı gerçeği ortaya konmaktadır. Corale L. Brierley’in aktardığına göre, madencilikte sürdürülebilirlik bir çelişki değil, mühendislik sayesinde bir olasılıktır. İlginç bir bilgi olarak, dünya bakır üretiminin %20'si mikroorganizmaların kullanıldığı biyomaden teknikleriyle gerçekleştirilmektedir. Corale L. Brierley, Montana’da bir sığır çiftliğinde büyümüş, çocukluğunda tavuk kümesi temizlemekten nefret ettiği için annesi tarafından üniversiteye gitmeye teşvik edilmiştir. Kendisini bir mikrobiyolog olarak tanımlarken, Ulusal Mühendislik Akademisi’ne seçildiğinde aslında bir mühendis olduğunu fark etmiştir.

"İnternetin Tohumları ve Geleceği" konusu, iletişimin bir sinir sistemi gibi tüm dünyaya yayılmasını ele alır. 1969 yılında ARPANET üzerinden gönderilen ilk mesajın "login / giriş yap" kelimesi olması planlanırken, sistemin çökmesi sonucu sadece "lo" harfleri iletilebilmiştir. Leonard Kleinrock, internetin şu anki durumunu bir benzetme ile açıklar: İnternetin şu anki durumu, dürtüsel ve kural tanımaz bir ergenlik dönemine benzetilebilir.. Gelecekte internetin tamamen görünmez / invisible hale gelerek duvarlara, masalara ve insan vücuduna entegre olması beklenmektedir. ***Mühendislik sistemleri büyüdükçe ve karmaşıklaştıkça, mühendislerin bile tam olarak anlayamadığı davranışlar sergileme eğilimi gösterirler.***.

"Enerji Paradigması ve İklim Değişikliği" analizinde, enerji kullanımının Gayri Safi Yurt İçi Hasıla ile doğrudan korelasyon / ilişki içinde olduğu belirtilir. Arunava Majumdar, sanayi devriminden bu yana küresel sıcaklığın 1 derece arttığını ve atmosferdeki karbondioksit moleküllerinin yüzlerce yıl orada kaldığını vurgular. Şeyl gazı ve yenilenebilir enerji kaynakları bu süreçte kritik rol oynamaktadır. Majumdar, 2010 yılındaki Meksika Körfezi petrol sızıntısı sırasında, 60 yıl öncesine ait Enrico Fermi’nin hesaplamalarının bile çözüm için tarandığını belirterek, bilimsel arşivin önemine dikkat çeker.

"Tıp ve Mühendislik Kesişimi" başlığında, Magnetic Resonance Imaging / Manyetik Rezonans Görüntüleme (MR) ve Computed Tomography / Bilgisayarlı Tomografi (BT) gibi teknolojilerin tıp dünyasını nasıl dönüştürdüğü anlatılır. Roderic I. Pettigrew, beyindeki sinir yollarını takip eden neural tractography / nöral traktografi tekniğinin, beynin karmaşık yapısını ve plastik yapısını / plasticity anlamada bir devrim yarattığını ifade eder. Pettigrew’in en yakın arkadaşı Ronald McNair, Challenger uzay mekiği kazasında hayatını kaybetmiş bir mühendis-astronottur ve ikilinin ortak motivasyonu bilimi insan hayatını iyileştirmek için kullanmaktır.

"Malzeme Biliminin Elli Yılı" kısmında, uçak motorlarının verimliliğinin nikel süper alaşımları ve seramik matrisli kompozitler / ceramic matrix composites sayesinde arttığı belirtilir. Robert E. Schafrik, yeni bir malzemenin geliştirilmesinin normalde 20-30 yıl sürdüğünü, ancak günümüzde hesaplamalı modelleme araçları sayesinde bu sürenin üçte birine indirilebildiğini savunmaktadır.

Sorulması Gereken Sorular İçin Tavsiyeler

" " Mühendislik eğitiminde başarısızlığın pedagojik / eğitsel rolü nedir? " " Gelecekte 'Görünmez İnternet' kavramı insan psikolojisi ve mahremiyet üzerinde ne gibi travmalara yol açabilir? " " Enerji güvenliği ile çevresel güvenlik arasındaki 'yanlış seçim' ikilemi nasıl aşılabilir? " " Madencilikte 'Yer Altının Google Haritası'na sahip olmak, jeopolitik dengeleri nasıl değiştirebilir? " " Tıbbi mühendislikte 'rejeneratif tıp' uygulamaları, insan ömrü ve etik değerler üzerinde nasıl bir aşırılık yaratmaktadır?

 

Dijital Şeffaflığın Bedeli: Görünmez İnternet ve Psikolojik Sınırlar

" Gelecekte 'Görünmez İnternet' kavramı insan psikolojisi ve mahremiyet üzerinde ne gibi travmalara yol açabilir? "

İnternetin tarihsel gelişimi ve geleceğine dair yapılan bilimsel projeksiyonlar / öngörüler, teknolojinin artık fiziksel cihazlardan sıyrılarak çevremizdeki her nesneye, hatta insan vücuduna entegre olacağı bir dönemi işaret etmektedir. Bu "Görünmez İnternet" evresi, duyargaların / sensors, eyleyicilerin / actuators ve mantık devrelerinin duvarlara, gözlüklere, masalara ve biyolojik sistemlere yerleşmesiyle karakterize edilir. Bu durum, çevrenin her an "farkında" / aware olduğu bir ekosistem yaratarak insan psikolojisi ve mahremiyet algısı üzerinde derin etkiler bırakma potansiyeline sahiptir.

Sürekli Gözetim ve Psikolojik Baskı Unsurları

Mühendislik verilerine göre, internetin gelecekte bir "küresel sinir sistemi" / pervasive global nervous system haline gelmesi beklenmektedir. Leonard Kleinrock tarafından dile getirilen bu vizyon, teknolojinin her an ulaşılabilir ve her zaman açık olması temeline dayanır. Ancak bu durum, bireyin "izlenmediği" bir anın kalmaması anlamına gelir. Psikolojik analizler, sürekli bir farkındalık / awareness altında yaşamanın bireylerde paranoid / kuşkucu düşünce bozukluklarına ve mahremiyetin tamamen ortadan kalkmasıyla oluşan bir "kimliksizleşme" travmasına yol açabileceğini göstermektedir.

İnternet, mevcut haliyle bile "yaramaz, düzensiz ve itaatsiz bir ergen" / mischievous, unruly and disobedient teenager olarak tanımlanmaktadır. Bu kontrolsüz gücün görünmez hale gelerek hayatın her alanına sızması, bireyin teknoloji karşısında savunmasız hissetmesine neden olabilir. Özellikle karmaşık sistemlerin, onları inşa eden mühendislerin bile öngöremeyeceği şekillerde davranmaya başlaması, insanda kontrol kaybı hissi yaratarak kronik anksiyete / kaygı durumlarını tetikleyebilir. İnsan zihni, sınırları çizilmemiş bir dijital dünyada kendi varlığını korumakta zorlanabilir.

Mahremiyetin Karanlık Yüzü ve Dijital Travmalar

İnternetin sunduğu anonimlik / isimsizlik ve milyonlara anında, bedelsiz ulaşım imkanı, teknolojinin "karanlık yüzü" / dark side için mükemmel bir formül sunmaktadır. Görünmez bir internet yapısında, siber zorbalık ve mahremiyet ihlalleri çok daha sofistike / karmaşık yöntemlerle gerçekleştirilebilir. 1969 yılında ARPANET üzerinden gönderilmeye çalışılan ilk mesajın "login" / giriş yap kelimesi olması planlanırken, sistemin çökmesi sonucu sadece "lo" harflerinin iletilebilmiş olması, teknolojinin doğasındaki öngörülemezliğin tarihi bir kanıtıdır. Bu öngörülemezlik, görünmez sistemlerde bireyin dijital itibarının bir anda yok edilmesi gibi kalıcı psikolojik hasarlara yol açan olayları sıklaştırabilir.

Bu sistemlerin mimarlarından olan Leonard Kleinrock, kariyeri boyunca paraya değil, çözüm üretmenin verdiği tatmine odaklanmış bir isimdir. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde / Massachusetts Institute of Technology doktora yaparken paket ağları teorisini geliştiren bu bilim insanı, günümüzde bilgisayarların "derin düşünmenin en büyük düşmanı" / worst enemy of deep thinking haline gelmesinden endişe duymaktadır. Mühendislik eğitiminde başarısızlığın teşvik edilmesi gerektiğini savunan bu düşünce yapısı, görünmez sistemlerin yaratacağı psikolojik boşluğu ancak insan curiozity'si / merakı ve derin düşünceyle doldurulabileceğini vurgular.

Aşırılıklar ve İnsan Doğasıyla Çatışma

Teknolojik sistemlerin aşırı büyümesi ve karmaşıklaşması, onların doğal sistemler gibi davranmasına yol açmaktadır; yani yaratıcıları tarafından bile tam olarak anlaşılamayan davranışlar sergilemeye başlarlar. Bu durum, insanın "kendi yarattığı ürüne yabancılaşması" gibi anormal bir durum yaratır. Gelecekteki aşırı hareketlilik / extreme mobility ve kitle kişiselleştirmesi / mass personalization, bireyin gerçek dünya ile dijital kurgu arasındaki sınırı yitirmesine sebep olabilir. Mühendislik sistemleri geliştikçe, insanın bu sistemler içindeki psikolojik güvenliği daha kırılgan bir hale gelmektedir.

İnternetin 1908 yılında Nikola Tesla tarafından "bir saat büyüklüğünde bir cihaz" olarak hayal edilmesiyle başlayan süreç, bugün duvarların bile "akıllı" olduğu bir noktaya evrilmiştir. Bu teknolojik evrim, bireyin özel alanının sınırlarını belirsizleştirerek, mahremiyetin bir haktan ziyade lüks bir ayrıcalığa dönüşmesi tehlikesini barındırmaktadır.

Yerkürenin Sayısal İkizi: Yer Altı Haritalama Teknolojilerinin Küresel Güç Dengelerine Etkisi

" Madencilikte 'Yer Altının Google Haritası'na sahip olmak, jeopolitik dengeleri nasıl değiştirebilir? " konusu, modern mühendisliğin yerkürenin derinliklerine dair sunduğu vizyonun, ulusların stratejik ve ekonomik geleceklerini nasıl yeniden şekillendirebileceğini ortaya koymaktadır. İnsanoğlunun kullandığı her nesnenin yer kaynaklarına dayandığı gerçeği göz önüne alındığında, yer altını bir cam gibi şeffaf hale getirmek, kaynak savaşlarının doğasını temelden değiştirebilir.

Teknolojik Altyapı ve Görsel Hakimiyet

Günümüzde yere nüfuz eden radar / ground-penetrating radar ve üç boyutlu sismik teknoloji / three-dimensional seismic technology gibi araçlar, Stonehenge altındaki gömülü nesnelerden volkanların iç yapısına kadar pek çok detayı ortaya çıkarabilmektedir. Ancak bu teknolojiler hala kısıtlıdır. Örneğin, Seattle’ın altında mahsur kalan dünyanın en büyük tünel açma makinesi olan Big Bertha, yolundaki basit bir çelik boruyu "göremediği" için durmak zorunda kalmıştır. Yer altının tam bir haritasına sahip olmak, jeolojik ve yapısal özelliklerin yanı sıra akışkanların / fluids gerçek zamanlı takibini mümkün kılacaktır. Bu durum, madencilikte yüzey izini / footprint azaltacak ve yerinde madencilik / in situ mining tekniklerini geliştirerek kaynak çıkarımını daha sürdürülebilir hale getirecektir.

Jeopolitik Dengeler ve Enerji Güvenliği

Stratejik kaynakların yerinin kesin olarak saptanması, ulusların dışa bağımlılığını azaltma potansiyeline sahiptir. Şeyl gazı / shale gas örneğinde görüldüğü gibi, yeni yerel kaynakların keşfi ve çıkarımı, doğal gazın yerel fiyatını uluslararası petrol fiyatlarından ayırarak enerji güvenliğini artırmış ve dengeleri değiştirmiştir. Yer altını gerçek zamanlı görebilmek, insanlığın doğa üzerindeki rastlantısal mücadelesini bilinçli bir yönetime dönüştürecektir. Bu haritalama yeteneği, istikrarsız bölgelerden gelen ithal kaynaklara olan bağımlılığı azaltarak ulusal güvenliği pekiştirir. Teknoloji, doğal kaynakların kıtlığına karşı insan zihninin en güçlü savunma mekanizmasıdır.

İnsan Psikolojisi ve Kontrol Arzusu

Psikolojik açıdan bakıldığında, "görülemeyeni görme" arzusu, insanın belirsizlik karşısındaki kaygısını dindirme çabasıdır. Yer altının tam kontrolü, insan doğasındaki aşırı güvenlik arayışının bir yansımasıdır. Ancak mühendislik sistemleri karmaşıklaştıkça, sistemin davranışlarını öngörmek zorlaşmakta ve bu durum "bilgi paradoksu" yaratarak yeni bir kaygı türüne yol açmaktadır. 2010 yılındaki Meksika Körfezi petrol sızıntısı sırasında 60 yıllık bilimsel notların / lab notebooks bile taranmış olması, kriz anlarında geçmişin bilgisinin nasıl bir sığınak olduğunu gösterir.

Stratejik Bir Deha: Corale L. Brierley

Bu vizyonun arkasındaki en önemli isimlerden biri Corale L. Brierley’dir. Montana’da bir sığır çiftliğinde büyüyen Brierley, çocukluğunda atıyla tek odalı bir okula gitmiştir. Kişilik olarak azimli ve çalışkan bir yapıya sahip olan Brierley, annesinin "tavuk kümesi temizlemekten kurtulmak için okumalısın" yönlendirmesiyle akademik hayata atılmıştır. Gençlik yıllarında karşılaştığı zorluklar, onu madencilik ve biyoteknoloji kesişiminde devrim yapmaya itmiştir.

Kendisini uzun yıllar bir mikrobiyolog / microbiologist olarak tanımlamış, ancak Ulusal Mühendislik Akademisi’ne / National Academy of Engineering seçildiğinde aslında bir mühendis olduğunu fark etmiştir. James Brierley ile olan evliliği ve akademik ortaklığı, Yellowstone Ulusal Parkı’ndaki sıcak su kaynaklarında yaşayan mikroorganizmaların madencilikte kullanılmasına / biomining öncülük etmiştir. Sürdürülebilirliğin madencilikle bir çelişki / oxymoron olmadığını savunması, onun rasyonel ve gelecek odaklı düşünce yapısını gösterir. Kariyeri boyunca hükümetlere ve sanayiye danışmanlık yapmış, jeolojik kaynakların yönetiminde bilimsel disiplini merkeze koymuştur.

Gizemli ve İlgili Konular

Haritalama teknolojisi sadece madencilikle sınırlı değildir; depremlerin hafifletilmesi / moderation of earthquakes, atmosferdeki karbondioksitin yer altında depolanması / carbon storage ve jeotermal enerjinin verimli kullanımıyla da doğrudan ilgilidir. Yer altı sıvı hareketlerinin takibi, "Dünya'nın sinir sistemi" olarak adlandırılabilecek bir veri ağı oluşturabilir. Bu durum, komplo teorilerine konu olabilecek sismik silahların veya yapay sarsıntıların teorik altyapısını tartışmaya açsa da, temel amaç yerkürenin kaynaklarını insanlık yararına yönetmektir.

Teknolojik Determinizm ve Küresel Hegemonya: Dijital Sinir Sisteminin Jeopolitik Anatomisi

Günümüz dünyasında dijital teknolojilerin kontrolü, yalnızca ekonomik bir üstünlük değil, aynı zamanda küresel bir egemenlik / hegemony aracı olarak analiz edilmektedir. Mühendislik disiplinlerinin son yarım yüzyıldaki evrimi, teknolojinin fiziksel bir araç olmaktan çıkıp, dünyayı saran bir "küresel sinir sistemi" / pervasive global nervous system haline dönüşeceğini kanıtlamaktadır. Bu gelişim süreci, yapay zekâ, otonom sistemler ve dijital tekelcilik ekseninde insanlık tarihinin en keskin güç kaymalarından birini tetiklemektedir.

Yapay Zekâ ve Mühendislik Mesleğinin Dönüşümü

" Mühendislik gibi mesleklerin gelecekte tamamen yapay zekâ ve bilgisayarlar aracılığıyla yürütülmesi olasılığı teknik olarak nasıl değerlendirilmektedir? "

Mühendislik dünyasında, karmaşık sistemlerin tasarımı ve test edilmesi süreçlerinde bilgisayar gücüne olan bağımlılık her geçen gün artmaktadır. Malzeme bilimi alanında, yeni bir bileşiğin konsept aşamasından kullanım aşamasına geçmesi geleneksel yöntemlerle 20 ila 30 yıl sürerken, günümüzde hesaplamalı modelleme / computational modeling araçları sayesinde bu sürenin üçte birine ineceği öngörülmektedir. Robert E. Schafrik'in verilerine göre, FAA / Federal Aviation Administration / Federal Havacılık İdaresi, yeni bir türbin alaşımını dijital tasarım ve üretim ekiplerinin hızı sayesinde sadece iki yıl içinde onaylamıştır.

Ancak bu teknolojik ilerleme, insan faktörünü tamamen devre dışı bırakmaktan ziyade, mühendisin rolünü "derin düşünme" / deep thinking ve karmaşıklığı yönetme eksenine kaydırmaktadır. Leonard Kleinrock, bilgisayarların bazen "derin düşünmenin en kötü düşmanı" / worst enemy of deep thinking haline gelebildiğini, öğrencilerin sadece simülasyon sonuçlarına bakıp sistemi anladıklarını sandıklarını belirtmektedir.

Geleceğin mühendislik dünyasında asıl güç, sadece veriyi işleyen yapay zekâda değil, bu sistemlerin öngörülemeyen davranışlarını / unanticipated behaviors analiz edebilen zihinlerde olacaktır.

Dijital Tekelcilik ve İsrail'in Teknolojik Güç İddiası

" Dijital teknolojiyi elinde bulunduran ülkelerin, özellikle İsrail örneğinde olduğu gibi, küresel sistem üzerindeki tahakkümü ne ölçüde gerçektir? "

İsrail Başbakanı Binyamin Netanyahu’nun "Elinizde tuttuğunuz telefonlar İsrail'in bir parçası" şeklindeki çıkışı, teknolojik bağımlılığın jeopolitik bir silah olarak kullanımını somutlaştırmaktadır. Netanyahu, ülkesinin ilaçtan gıdaya, teknolojiden güvenliğe kadar pek çok alanda vazgeçilmez olduğunu savunarak, küresel sistemin İsrail'in katkısı olmadan ayakta kalamayacağını iddia etmektedir. Bu durum, uluslararası ilişkilerde "kendi kendine yeten güç" / self-sufficient power imajının, yaptırım ve izolasyon tehditlerine karşı bir kalkan olarak kullanıldığını göstermektedir.

İsrail’in stratejik yaklaşımı, küçük nüfusuna rağmen teknolojik inovasyon / innovation aracılığıyla devasa bir "caydırıcılık" / deterrence alanı yaratmak üzerine kuruludur. Netanyahu'nun bu söylemleri, sadece ekonomik bir vurgu değil, aynı zamanda müttefikleriyle yaşadığı fikir ayrılıklarında (özellikle Washington ile yapılan sert telefon görüşmelerinde) geri adım atmayacağının bir mesajı olarak okunmaktadır. Teknolojik tekel, askeri güçten daha etkili bir siyasi müzakere aracı haline gelmektedir.

Güç Dengeleri ve Küresel Sömürü Teorileri

" Teknolojik gücü elinde tutan zengin ülkelerin, zayıf ülkeleri sömüreceği yönündeki öngörüler bilimsel verilerle nasıl örtüşmektedir? "

Arunava Majumdar tarafından dile getirilen enerji ve ekonomi güvenliği analizi, enerjinin Gayri Safi Yurt İçi Hasıla ile doğrudan korelasyon / correlation içinde olduğunu gösterir. Bu durum, teknolojiye ve enerji kaynaklarına erişimi olmayan ülkelerin "orta çağ karanlığına" mahkûm olma riski taşıdığını kanıtlar. Ancak Ali Velshi'nin "X faktörü" olarak tanımladığı yeni bir inovasyon kaynağı, bu karamsar tabloyu değiştirebilir. İnternet bağlantısı ve artan hesaplama gücü sayesinde, hiçbir resmi eğitimi olmayan ancak akıllı telefonuyla dünyaya bağlanan bir gencin (Afrika veya Asya'da) yapacağı bir keşif, geleneksel güç dengelerini sarsabilir. İnovasyonun demokratikleşmesi, dijital sömürgeciliğe karşı geliştirilebilecek en büyük direnç odağıdır.

İnsan Psikolojisi ve Sistemsel Kaygılar

Mühendislik sistemleri büyüdükçe ve karmaşıklaştıkça, bu sistemleri inşa edenlerin bile anlamadığı davranışlar sergilemeye başlaması, insan psikolojisi üzerinde "kontrol kaybı" travması yaratmaktadır. Leonard Kleinrock’un interneti "yaramaz, düzensiz ve dalkavuk bir ergen" olarak tanımlaması, teknolojinin henüz olgunlaşmadığını ve tahmin edilemez zararlar verebileceğini simgeler. Karmaşıklık, mühendisliğin ve dolayısıyla modern toplumun en büyük güvenlik açığıdır.

Gizemli Konular ve Tarihsel Hatırlatmalar

• İlk Mesajın Laneti: 1969'da internetin atası ARPANET üzerinden gönderilen ilk mesaj "login" / giriş yap olacaktı, ancak sistem "lo" harflerinden sonra çöktü; bu durum teknolojinin doğasındaki kırılganlığın ilk gizemli işaretidir.
• Derinlerdeki Körlük: Dünyanın en büyük tünel açma makinesi Big Bertha’nın, yolundaki basit bir boruyu göremediği için Seattle altında mahsur kalması, en gelişmiş sistemlerin bile basit detaylarda nasıl çaresiz kalabileceğini gösteren aşırı bir örnektir.
• Biyomadenin Mütevazı Kökeni: Milyarlarca dolarlık bakır üretimini sağlayan biyomaden / biomining teknolojisinin temelleri, Yellowstone Parkı'ndaki sıcak su kaynaklarında yaşayan mikroorganizmaları inceleyen, bir çiftlik evinden çıkmış bilim insanlarınca atılmıştır.

Dijital Tahakküm ve Teknolojik Belirsizlik: Geleceği Öngörmenin Mühendislik Algoritması

" Geleceği öngörmek isteyen bir zihin, mevcut verilerin ışığında hangi olumlu ve olumsuz senaryoları sorgulamalı, yaklaşan krizlere karşı hangi acil tedbirleri planlamalıdır? "

Mühendislik ve teknoloji dünyasının son yarım asırlık serüveni, insanlığın sadece araçlar üretmediğini, aynı zamanda kontrolü güç, "küresel bir sinir sistemi" / pervasive global nervous system inşa ettiğini ortaya koymaktadır. Bu devasa sistem, bir yandan tıp ve enerji alanında mucizeler vaat ederken, diğer yandan dijital tekelcilik ve sistemsel karmaşıklık / complexity üzerinden yeni hegemonya / hegemony alanları yaratmaktadır.

Geleceği Öngörmek İsteyenler İçin Kritik Sorular Listesi

Olumlu Vizyon Sorgulamaları:

• " Mühendislik disiplini, kıt kaynaklar karşısında 'taş devrinin taşlar bittiği için değil, daha iyi çözümler bulunduğu için sona ermesi' mantığını enerji krizine nasıl uygulayacaktır?
• " 'Görünmez İnternet' / invisible internet kavramı, teknolojinin duvarlara, eşyalara ve vücudumuza entegre olmasıyla insan hayatını ne ölçüde kolaylaştıracaktır?
• " Hesaplamalı modelleme / computational modeling araçları, yeni malzemelerin keşif süresini 30 yıldan 2 yıla indirerek küresel refahı nasıl hızlandırabilir?
• " Yer altının şeffaf bir haritasına / Google Map of the interior of the Earth sahip olmak, doğal afetleri önleme ve sürdürülebilir madencilikte ne tür devrimler yaratacaktır?

Olumsuz ve Risk Odaklı Sorgulamalar:

• " İnternet, şu anki 'haylaz ve kuralsız bir ergen' / mischievous and unruly teenager evresinden çıkıp olgun bir yetişkin olabilecek mi, yoksa siber zorbalık ve mahremiyet ihlalleriyle karanlık yüzü mü baskın çıkacaktır?
• " Mühendislerin bile inşa ettikleri sistemlerin davranışlarını öngöremedikleri bir 'karmaşıklık düzeyi' / level of complexity, küresel sistemde geri dönülemez çökmelere yol açabilir mi?
• " Teknolojik bağımlılık üzerinden kurgulanan 'boykot edilemez güç' / self-sufficient power iddiası, zayıf ülkelerin sömürülmesini dijital bir zorunluluk haline mi getirecektir?
• " Bilgisayarların 'derin düşünmenin en büyük düşmanı' / worst enemy of deep thinking haline gelmesi, geleceğin mühendislerini sadece simülasyon sonuçlarına tapan teknisyenlere mi dönüştürecektir?

Acil Tedbirler ve Stratejik Tavsiyeler

1. Karmaşıklık Yönetimi ve Güvenlik: Mühendislik sistemleri büyüdükçe doğal sistemler gibi davranmaya başlamakta ve öngörülemeyen sonuçlar üretmektedir. Bu nedenle, karmaşıklığı bir 'sorun' olarak kabul edip, sistemlerin 'hata yapabilirliği' üzerinden yedekleme ve güvenlik protokolleri / security protocols derhal güncellenmelidir. Mühendislik sistemleri geliştikçe, insanın bu sistemler içindeki psikolojik güvenliği daha kırılgan bir hale gelmektedir.

2. Eğitimde Paradigma Değişimi: Genç nesillere sadece 'bilgi' değil, 'başarısızlıkla başa çıkma ve ondan öğrenme' sanatı öğretilmelidir. Başarısızlığın pedagojik / pedagogical bir araç olarak kullanılması, havacılık sektöründe olduğu gibi mutlak başarıya giden yolun anahtarıdır. Mühendislik eğitimi, hesaplama gücünden ziyade derin düşünme ve merak üzerine inşa edilmelidir.

3. İş Birliği ve İnovasyon Ekosistemi: Hükümetler, üniversiteler ve özel sektör arasında 'iş birliği ekosistemi' / collaborative ecosystem kurulmalıdır. Özellikle enerji şebekelerinin / grid yenilenmesi ve iklim değişikliğiyle mücadelede tek bir kurumun değil, küresel bir ağın birlikte çalışması zorunludur.

4. Dijital Bağımsızlık ve X Faktörü: Geleneksel eğitim sistemlerinin dışındaki 'X faktörü' / X factor olarak tanımlanan, Afrika veya Asya'daki bir gencin sadece bir akıllı telefonla yapabileceği keşifler sisteme dahil edilmelidir. Teknolojik tekelciliğe karşı en güçlü silah, inovasyonun / innovation demokratikleşmesidir.

Süreçteki Öncü Şahısların Analitik Profilleri

• Leonard Kleinrock: İnternetin kurucu babalarından olan Kleinrock, paraya değil, zorlu mühendislik problemlerini çözmenin verdiği gratifikasyona / gratification odaklı bir bilim insanıdır. Bilgisayarların sığ düşünceyi teşvik etmesinden duyduğu kaygı, onun pedagojik / pedagogical endişelerini ortaya koymaktadır.
• Wanda M. Austin: New York'un iç kesimlerinde büyüyen ve matematikçi bir aile tarafından 'çok çalışmaya' kodlanan Austin, zor problemleri çözmekten zevk alan azimli bir liderdir. Havacılıkta başarının bir 'zorunluluk' olduğunu savunarak hata payını minimize eden süreçlere odaklanmıştır.
• Corale L. Brierley: Montana’da bir çiftlikte yetişen Brierley, çocukluğunda hayvancılığın fiziksel zorluklarından kaçmak için bilime sığınmış, ancak sonradan aslında bir mühendis olduğunu keşfetmiştir. Madenciliğin sürdürülebilirliği konusundaki rasyonel ve teknik ısrarı, onun çevreyle barışık endüstri vizyonunu temsil eder.

İlginç Durumlar ve Tarihsel Veriler İnternetin atası ARPANET üzerinden gönderilen ilk mesajın, sistemin çökmesi nedeniyle sadece "lo" harflerinden oluşması (login / giriş yap kelimesinin yarısı), teknolojinin tarihsel olarak ne kadar kırılgan ve 'lo and behold' / bak ve gör tarzında gizemli bir başlangıca sahip olduğunu gösterir. Ayrıca, dünyanın en büyük tünel açma makinesi 'Big Bertha'nın, önüne çıkan basit bir boruyu 'göremediği' için Seattle’ın altında mahsur kalması, aşırı teknolojik gelişmişliğin bile bazen en basit engellere takılabileceğinin aşırı / extreme bir örneğidir.

 

İlgili Konular: Dijital Jeopolitik, Yapay Zekâ Etiği, Siber Savunma Stratejileri, Teknolojik Bağımlılık Sendromu. Siber Güvenlik Protokolleri, İnsan-Bilgisayar Etkileşimi / Human-Computer Interaction, Dijital Etik, Veri Madenciliği Travmaları. Yerinde Madencilik / In Situ Mining, Jeotermal Enerji Rezervuar Yönetimi, Sismik Görüntüleme / Seismic Imaging, Karbon Yakalama ve Depolama / Carbon Capture and Storage. Siber Hegemonya, Kendi Kendine Yeten Güç, Enerji Güvenliği Paradigması, İnsan-Makine Etkileşimi / Human-Machine Interaction.

The Past Half Century of Engineering—And a Look Forward: Summary of a Forum. National Academy of Engineering. Washington, DC: The National Academies Press.

 

 ULUSAL AKADEMİLER

Ulusa Bilim, Mühendislik ve Tıp Danışmanları

Ulusal Bilimler Akademisi, bilim ve mühendislik araştırmalarıyla uğraşan seçkin bilim insanlarından oluşan, kâr amacı gütmeyen, özel bir kuruluştur ve bilim ve teknolojinin geliştirilmesine ve bunların genel refah için kullanılmasına adanmıştır. 1863 yılında Kongre tarafından kendisine verilen tüzük yetkisiyle Akademi, federal hükümete bilimsel ve teknik konularda danışmanlık yapma görevine sahiptir. Dr. Ralph J. Cicerone, Ulusal Bilimler Akademisi'nin başkanıdır.

Ulusal Mühendislik Akademisi, 1964 yılında Ulusal Bilimler Akademisi'nin tüzüğü kapsamında, seçkin mühendislerden oluşan paralel bir kuruluş olarak kurulmuştur. Yönetim ve üye seçiminde özerktir ve Ulusal Bilimler Akademisi ile birlikte federal hükümete danışmanlık sorumluluğunu paylaşmaktadır. Ulusal Mühendislik Akademisi ayrıca ulusal ihtiyaçları karşılamayı amaçlayan mühendislik programlarına sponsorluk yapmakta, eğitim ve araştırmayı teşvik etmekte ve mühendislerin üstün başarılarını takdir etmektedir. Dr. CD Mote, Jr., Ulusal Mühendislik Akademisi'nin başkanıdır.

Tıp Enstitüsü, halk sağlığına ilişkin politika konularının incelenmesinde ilgili mesleklerden önde gelen üyelerin hizmetlerinden yararlanmak amacıyla 1970 yılında Ulusal Bilimler Akademisi tarafından kurulmuştur. Enstitü, Kongre tüzüğüyle Ulusal Bilimler Akademisi'ne verilen federal hükümete danışmanlık yapma ve kendi inisiyatifiyle tıbbi bakım, araştırma ve eğitim konularını belirleme sorumluluğu altında faaliyet göstermektedir. Dr. Victor J. Dzau, Tıp Enstitüsü'nün başkanıdır.

Ulusal Araştırma Konseyi, bilim ve teknoloji alanındaki geniş topluluğu, Akademinin bilgi birikimini artırma ve federal hükümete danışmanlık yapma amaçlarıyla birleştirmek üzere 1916 yılında Ulusal Bilimler Akademisi tarafından kurulmuştur. Akademi tarafından belirlenen genel politikalara uygun olarak faaliyet gösteren Konsey, hükümete, halka ve bilim ve mühendislik topluluklarına hizmet sunmada hem Ulusal Bilimler Akademisi'nin hem de Ulusal Mühendislik Akademisi'nin başlıca işletme organı haline gelmiştir. Konsey, her iki Akademi ve Tıp Enstitüsü tarafından ortaklaşa yönetilmektedir. Dr. Ralph J. Cicerone ve Dr. CD Mote, Jr., sırasıyla Ulusal Araştırma Konseyi'nin başkanı ve başkan yardımcısıdır.

www.national-academies.org

 Önsöz

Ulusal Mühendislik Akademisi, 28-29 Eylül 2014 tarihlerinde düzenlenen yıllık toplantısında kuruluşunun 50. yıl dönümünü kutladı. Google Yönetim Kurulu Başkanı Eric Schmidt, Caltech'ten seçkin profesör Frances Arnold ve ABD İçişleri Bakanı Sally Jewell'in konuşmalarıyla öne çıkan iki günlük şenlik, Uluslararası Uzay İstasyonu'ndan Komutan Steve Swanson ve Uçuş Mühendisi Reid Wiseman'ın selamlamalarıyla da renklendi. "Sizin İçin Mühendislik" yarışmasının kazanan videoları, Washington DC'deki Akademi genel merkezinin batı avlusunda toplantı boyunca gösterildi. Toplantıya katılan herkese, yıldönümü makale kitabı olan " Dünyada Fark Yaratmak: Mühendislik Fikirlerini Gerçeğe Dönüştürmek" kitabının birer kopyası dağıtıldı . Toplantı, mühendisliğin son yarım yüzyılda insanlara ve topluma sağladığı faydaların canlandırıcı, aydınlatıcı ve eğlenceli bir anma etkinliği oldu.

NAE'nin son yıllardaki yıllık toplantılarının her birinde, meslek için hayati önem taşıyan bir konuyu ele alan seçkin konuşmacılardan oluşan bir forum yer aldı ve bu forum şimdiye kadarki en iyilerinden biriydi. Al Jazeera America'dan Ali Velshi'nin moderatörlüğünde yedi konuşmacı, son 50 yılın başarılarını değerlendirdi ve önümüzdeki 50 yılın potansiyel başarılarına baktı. Konuşmacılar şunlardı:

·                  Wanda M. Austin, Havacılık ve Uzay Şirketi'nin başkanı ve CEO'su ve NAE Konseyi üyesidir;

·                  Corale L. Brierley, Brierley Consultancy'nin kurucularından ve Ulusal Mühendislik Akademisi'nin başkan yardımcısı;

·                  Leonard Kleinrock, Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles'ta bilgisayar bilimi profesörü ve ARPANET'in geliştiricilerinden biridir;

·                   Robert W. Lucky, Telcordia Technologies, Inc.'de emekli araştırma başkan yardımcısı ve daha önce Bellcore'da başkan yardımcısı olarak görev yapmıştır;

·                  Arunava Majumdar, Stanford Üniversitesi'nde Jay Precourt Profesörü, İleri Araştırma Projeleri Ajansı-Enerji'nin kurucu direktörü ve NAE Konseyi üyesidir;

·                  Ulusal Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomühendislik Enstitüsü direktörü ve Ulusal Sağlık Enstitüleri'nin bilimsel iş gücü çeşitliliğinden sorumlu geçici baş yetkilisi Roderic I. Pettigrew; ve

·                  Robert E. Schafrik, General Electric Aviation'ın Malzeme ve Proses Mühendisliği Departmanı'nın emekli genel müdürü.

Konuşmacıların aşağıdaki özetlerinde de açıkça belirttiği gibi, mühendislik önümüzdeki yarım yüzyılda, geçmiş yarım yüzyılda olduğundan çok daha büyük bir katkı sağlamaya hazırlanıyor. Mühendislik için önümüzdeki önemli dönem beni çok etkiliyor. Geleceğimiz, tıpkı geçmişimiz gibi, büyük ölçüde mühendislik tarafından şekillendirilecek.

CD Mote, Jr.

Başkan

Ulusal Mühendislik Akademisi

 İçindekiler

1 Zorluklardan Öğrenmek: Son Sınırda İnovasyon

2. Dünya Bir Kaynak Olarak

3 İnternetin Tohumları ve Geleceği

4. 21. Yüzyılın Büyük Mühendislik Gelişmeleri

5. 21. Yüzyılda Enerji

6 Mühendislik ve Tıp

7 Malzeme Biliminin Elli Yılı

8. Yenilikçiler Topluluğunu Genişletmek
 

EKLER

Forum Gündemi

B Biyografik Bilgiler

 1
 
Zorluklardan Öğrenmek:
Son Sınırda İnovasyon

Havacılık ve Uzay Şirketi'nin başkanı ve CEO'su Wanda Austin, mühendislerin hatalarını ön plana çıkarmaktan hoşlanmadıklarını söyledi. "Yanılmazlık ve belki de biraz sihir havasını" korumayı tercih ediyorlar. Ancak havacılık ve uzayda sistem mühendisliğinin zor olduğunu belirtti. Ödüllendirici ama affetmeyen bir alan; havacılık ve uzayda "başarı sadece beklenmiyor, kesinlikle gerekli."

1990'larda havacılık ve uzay endüstrisi altı fırlatma başarısızlığı yaşadı ve bu da önemli bir varlık kaybına yol açtı. "Bu, sektördeki hepimiz için çok zor bir dönemdi. Gerçek zorluklarla karşı karşıyaydık ve gerçek çözümlere ihtiyacımız vardı."

Austin, bu fırlatma başarısızlıklarının her birinin önemli dersler çıkarılmasına ve kalıcı iyileştirmelere yol açtığını söyledi. “Kendimize yakından baktık ve altyapımızı, verimliliğimizi ve süreçlerimizi geliştirdik. Sonuç olarak, benzeri görülmemiş bir fırlatma başarısı serisinden faydalandık.” 1999'dan bu yana, forumdan önceki ay sadece dört gün arayla Cape Canaveral'dan yapılan iki fırlatma da dahil olmak üzere, art arda 96 başarılı fırlatma gerçekleşti.

2000 yılından bu yana, havacılık ve uzay endüstrisi ve hükümet, iletişim, navigasyon ve uzay tabanlı sensörler de dahil olmak üzere tüm temel görev alanlarını yeniden canlandırdı ve tamamen yeni uydu takımları fırlattı. Dünya gözlem tesisleri, üzerinde yaşadığımız gezegen hakkında çok büyük miktarda yeni veri sağladı. Cassini Satürn Yörünge Aracı, Ay haritalama Ay Keşif Yörünge Aracı, Mars Keşif Yörünge Aracı ve Mars Atmosfer ve Uçucu Madde Evrimi yörünge aracı, güneş sistemi hakkında büyüleyici bilgiler sağlıyor. Mars Curiosity Gezgin Aracı, Dünya'nın en ilgi çekici gezegen komşusunun bileşimini ve iklimini inceliyor.

 Austin, "Havacılık ve uzay endüstrisi, 1990'larda öğrendiğimiz dersleri alıp günümüzdeki görev başarısına uygulayabildi" dedi. "Zorlu koşullar, doğru yaklaşıldığında, yenilik için muazzam bir katalizör olabilir."

İŞ BİRLİĞİNİN GÜCÜ

Austin, yeni fikirlerin ve teknolojilerin genellikle tek başına geliştirilmediğini belirtti. Havacılık ve uzay endüstrisindeki ilerlemenin temelinde hükümet, üniversiteler ve şirketler arasındaki iş birliği yer almaktadır.

Örneğin, Havacılık ve Uzay Şirketi, büyüyen ticari uzay sektörünün katılımcılarından biri olan SpaceX ile ABD Hava Kuvvetleri görevleri için sertifika alma çabaları konusunda birkaç yıldır iş birliği yapıyor. Bir diğer örnek ise Massachusetts Teknoloji Enstitüsü ve NASA tarafından geliştirilen Geçiş Yapan Ötegezegen Araştırma Uydusu (TESS) üzerindeki bilimsel iş birlikleridir. TESS, gökyüzündeki en umut vadeden Dünya benzeri gezegenleri bulmak ve gözlemlemek için tasarlanmış bir uzay teleskobudur; daha sonra James Webb Uzay Teleskobu gibi yüksek güçlü teleskoplar bunların bileşimini karakterize edecek ve değerlendirecektir. 2017'de fırlatılması planlanan TESS, Austin'in dediği gibi, "evrenimizde dünya dışı yaşamı keşfedecek teknoloji parçası olabilir."

Uzayda, yenilikçilik açısından son derece kritik öneme sahip, görünüşte daha mütevazı başarıların son bir örneği de, 20 yılı aşkın araştırma, geliştirme ve test çalışmalarının ürünü olan CubeSats veya Picosat olarak bilinen küçük yörünge cihazlarıdır. CubeSats artık itme, görüntüleme, algılama ve yön kontrolü gibi işlevleri yerine getirebiliyor. Ayrıca, seçilmiş yetkililerden küçük çocuklara kadar herkes için uzay ve uzay uçuşuna yeni bakış açıları sunan paha biçilmez eğitim araçlarıdır. Yörünge enkazının tehlikeleri hakkındaki bir soruya yanıt olarak Austin, CubeSats'lerin gelecekteki uyduların operasyonlarına müdahale etmeyecek şekilde yeniden giriş için tasarlandığını da belirtti.

UZAYDA YENİ İŞLETMELER

Austin, küçük uyduların yeni şirketlerin ticari sektöre girmesine olanak sağlayarak "uzay işinin çehresini değiştirdiğini" söyledi. Forumdan kısa bir süre önce Google, Dünya'nın yüksek çözünürlüklü görüntülerini ve videolarını çekmek için küçük, düşük maliyetli uydular kullanan Sky Imaging şirketini 500 milyon dolara satın almayı planladığını duyurdu. Planet Labs gibi diğer şirketler de yatırımcılar ve risk sermayedarları arasında büyük bir heyecan yaratıyor. Bugün, ticari ve devlet yatırımları fırsatlar yaratıyor ve şirketler uzayda yeni işletmeler kurmanın yollarını buluyor. Austin, "Küçük uyduların iş potansiyeli hiç de küçük değil" dedi.

 

Uzay teknolojisindeki gelişmeler, Dünya'da da son teknolojiye dayalı yeni fırsatlar yaratıyor. Örneğin, bir uzay bilimcisi yakın zamanda lazer işleme tekniklerine dayalı, özellikle omurga için tasarlanmış lazerle yazılmış kemik büyüme implantları için bir patent aldı. Austin, "Çalışmalarımız toplumumuzun her sektörüne dokunuyor," dedi.

ZORLUKLARDAN BAŞARI

Austin, "Değerli bir şey yaratmak için başarısız olmaktan, hata yapmaktan veya statükoyu değiştirmekten korkmamalıyız," diyerek sözlerini tamamladı. "Deneyimlerime göre, zorluklar her zaman fırsatlara yol açabilir." John Kennedy, Ay'a gitme hedefini kolay olduğu için değil, zor olduğu için belirlemişti. Zor işler yapmak büyük dersler verir. Örneğin, uzaya gitmek, Dünya hakkında bilgi edinme fırsatı sunar, Sınırlı kaynakları ve onu korumak için yapılması gereken yatırımlar hakkında.

Hiç başarısız olmayan takımlar muhtemelen fırsatları kaçırmışlardır; oysa büyük başarılar elde eden takımlar genellikle başarısızlıktan ders çıkarma stratejisi geliştirerek bunu başarırlar. Albert Einstein'ın dediği gibi, "Hiç hata yapmamış olan, hiçbir yeni şey denememiştir."

Austin, havacılık ve uzay sektörünün teknoloji ve insan icatlarının sınırlarını zorladığını söyledi. Bu sektör, zorluklarla yüzleşip onları aşarak insanlığa muazzam faydalar sağlıyor.

Zor Problemlerden İlham Almak

Bir soruya yanıt olarak Austin, kendi hayatı ve mühendislik kariyeri hakkında kısaca şunları söyledi: “New York'un kenar mahallelerinde büyürken, çok fazla siyahi kadın mühendis rol modeli yoktu. Neyse ki, eğitime değer veren ve bana istediğim hiçbir şeyi yapamayacağımı asla söylemeyen iki ebeveynim vardı. Sadece çok çalışmaya istekli olmam gerektiğini söylediler.” Ayrıca yedinci sınıftaki matematik öğretmeni de ona matematikte iyi olduğunu ve kimsenin aksini söylemesine izin vermemesi gerektiğini söylemişti.

Austin lise ve üniversiteye geldiğinde zor problemleri çözmekten hoşlanıyordu, bu yüzden çözülmesi zor problemlerin olduğu alanlar aramaya başladı. Lisansüstü eğitimine başladığında, bir profesörü ona "İşte çözülmesi gereken zor bir problem" dedi. "İşte bu! Aklıma bir fikir geldi."

Austin, özellikle kız çocukları için bu tür bir etkileşimin çok önemli olduğunu söyledi. Okullara gidip öğrencilerle konuşmak için her fırsatı değerlendiriyor. "Söyleyeceğiniz şeyin bir genci mühendislik alanında kariyer yapmaya teşvik edeceğini asla bilemezsiniz."

"Bu öğrenciler geleceğimizin liderleri," dedi. "Ne okurlarsa okusunlar ve ne yaparlarsa yapsınlar, en azından teknolojiye aşina olmaları ve mühendisliğin toplum için ne yaptığını anlamaları gerekiyor. Onları olabildiğince çok şeye maruz bırakmalısınız."

 2
 
Dünya bir kaynak olarak

Brierley Danışmanlık şirketinin kurucusu Corale Brierley, insanların kullandığı her nesnenin ya yeryüzü kaynaklarından yapıldığını ya da üretim ve dağıtımında yeryüzü kaynaklarına dayandığını söyledi. Petrol ve doğalgaz, ulaşım için yakıt ve evler ile işletmeler için elektrik sağlar. Yeraltı suyu içme ve sulama suyu sağlar. Kum ve çakıl, inşaat için vazgeçilmezdir. Bakır, elektrikli ekipman ve diğer cihazlar için gereklidir. Elektronik malzemeler nadir toprak elementleri içerir. Gübreler, madenlerden çıkarılan potasyum ve fosfordan oluşur. Jeotermal enerji, yenilenebilir enerjinin yeni bir kaynağıdır. Dünya, atıkların depolanması ve bertarafı için bile kaynak sağlar.

Yeni teknolojiler, insanların yeryüzü kaynaklarını düşünme ve kullanma biçimlerini de değiştiriyor. Son on yıllarda, hidrolik kırılma ve yatay sondaj, enerji üretimini kökten değiştirdi. Yeni teknikler, petrol elde etmek için 3000 metre su içeren kayanın altına kilometrelerce sondaj yapmayı mümkün kılıyor. Tünel açma makineleri dünyanın dört bir yanında geçitler kazıyor.

1970'lerde, New York'taki Niagara Şelaleleri'ndeki Love Canal deneyimi, çevre kirliliği konusunda değerli dersler verdi. Brierley, "Toprağa ne koyduğumuza son derece dikkat etmeliyiz çünkü bu yeraltı sularımızı kirletebilir" dedi. O zamandan beri, kirleticilerin analizi ve taşınması üzerine yapılan araştırmalar, benzer felaketlerin önlenmesine yardımcı oldu.

Çözücü ekstraksiyonu artık çok daha düşük kaliteli cevherlerin çıkarılmasına olanak tanıyor. Brierley'nin gözlemlediğine göre, çözücü ekstraksiyonu ve elektro kazanım olarak bilinen bir tekniğin birleşimi , %99,999 saflıkta bir bakır ürünü elde edilmesini sağlayabilir. Biyomadencilik, belirli metalleri toprak malzemelerinden çıkarmak için mikroorganizmalar kullanır ve şu anda dünyada çıkarılan bakırın %20'si bu teknikle üretilmektedir.

 

Bazı kişilerin madencilikte sürdürülebilirliğin bir çelişki olduğunu düşündüğünü belirten yetkili, "Bu doğru değil," dedi ve ekledi: "Çünkü teknoloji ve mühendislik, bu metalleri yerin daha derinlerinden ve daha düşük tenörde çıkarabilme yeteneğimizi korumada çok büyük bir rol oynuyor."

Teknoloji, madenciliği daha güvenli hale getirdi. Sürekli maden çıkarma makineleri, yer altında çalışmak zorunda kalan madenci sayısını büyük ölçüde azalttı. Birçok madencilik işletmesi artık, işçilerin yaralanmasını ve ölümünü önlemek için gelişmiş teknolojiye dayanan sürücüsüz kamyonlar kullanıyor. Minerallerin kayaların yüzeye taşınması olmadan yer altından çıkarıldığı yerinde madencilik, işçilerin ve diğerlerinin tehlikeli maddelere ve durumlara maruz kalmasını daha da azaltabilir.

GELECEĞİN TEKNOLOJİLERİ

Brierley, önümüzdeki 50 yılın da aynı derecede çarpıcı iyileştirmeler gerektireceğini söyledi. Yerinde madencilik, yeryüzünde madenciliğin yarattığı ayak izini azaltmak için daha da geliştirilmelidir. Yerinde çıkarma, yerin derinliğindeki daha yüksek sıcaklıklardan yararlanabilir, çünkü minerallerin çıkarılması daha yüksek sıcaklıklarda daha kolaydır. Ayrıca daha güvenli ve sürdürülebilir olacak ve üretilen atık miktarını azaltacaktır.

İnsanların yer altını "görmelerini" sağlayan teknolojiler, sürdürülebilirliği ve güvenliği daha da artıracaktır. Zaten, yer altı radarı ve üç boyutlu sismik teknoloji, Stonehenge'in altında gömülü nesneler ve volkanların yapısı gibi şeyleri ortaya çıkarabiliyor. Ancak mevcut teknolojilerin hala sınırlamaları var. Örneğin, dünyanın en büyük tünel açma makinesi olan Big Bertha, yolundaki çelik bir boruyu "göremediği" için Seattle'ın altında sıkışıp kaldı.

Brierley, "İhtiyacımız olan şey, yer altındaki jeolojik ve yapısal özellikleri görebilmemiz için Dünya'nın iç kısmının bir Google Haritası" dedi. Biyomedikal teknolojilerin vücudun içini gerçek zamanlı olarak görebilmesi gibi, yeni teknolojiler de Dünya'nın içindeki sıvıları gerçek zamanlı doğrulukla görselleştirebilir.

Brierley, bu tür teknolojilerle dünyanın bambaşka bir yer haline gelebileceği sonucuna vardı. Jeotermal enerji, fosil yakıtlara olan ihtiyacı azaltabilir. Depremler hafifletilebilir veya kontrol altına alınabilir. Atmosferdeki karbondioksit yer altında depolanabilir. "İster yer altı suyu olsun, ister jeotermal enerji, ister ulaşım için tünel kazma, ister madencilik veya diğer herhangi bir şey olsun, ne yaptığımızı görebilmeliyiz. Teknolojik olarak büyük yeniliği işte burada görüyorum."

Biyomadenciliğin İnsan Kökenleri

Brierley'nin forumda bahsettiği teknolojilerin bazıları standart dışı, hatta mütevazı kökenlere sahipti. Biyomadenciliğin gelişimi kısmen, Montana'da bir sığır çiftliğinde büyüyen, atıyla tek odalı bir okula giden ve tavuk kümesini temizlemekten nefret eden genç bir kadın sayesinde gerçekleşti. Annesi ona, "Üniversiteye gidersen ve doğru adamla evlenirsen, bir daha asla tavuk kümesi temizlemek zorunda kalmazsın" demişti. Bu genç kadın üniversiteye gitti ve genç bir doktora öğrencisiyle tanıştı ve birlikte Yellowstone Ulusal Parkı'ndaki sıcak su kaynaklarındaki mikroorganizmaları incelediler; bunların birçoğu madencilik endüstrisinde son derece önemli hale geldi. Biyomadenciliğe yaptıkları katkılardan dolayı James ve Corale Brierley, Ulusal Mühendislik Akademisi üyeliğine seçildiler.

Brierley, kendisini hiçbir zaman mühendis olarak görmediğini, asıl mesleğinin mikrobiyologluk olduğunu söyledi. “Sadece mühendislik işleri yapıyordum ve mikroorganizmaları madenciliğe uyguluyordum. NAE'ye seçilene kadar mühendis olduğumu keşfetmemiştim.”

 3
 
İnternetin Tohumları ve Geleceği

İnternete yol açan vizyon çok uzun zamandır mevcuttu. 1908'de Nikola Tesla, bir kişinin dünyanın herhangi bir yerindeki herhangi biriyle iletişim kurmasını sağlayacak, saatten daha büyük olmayan bir cihaz hayal etmişti. 1930'larda H.G. Wells, insan bilgisinin deposu olarak hizmet edecek bir "dünya beyni"nden bahsetmişti. 1940'larda Vannevar Bush, insanlığın kolektif anılarını ve yaratımlarını depolayacak bir makine olan Memex'ten bahsetmişti.

1960'larda, Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles'ta Bilgisayar Bilimleri alanında Seçkin Profesör olan Leonard Kleinrock, meslektaşlarıyla birlikte, her zaman açık, her zaman kullanılabilir ve her yerden, her cihazdan herkesin erişebileceği bir sistemin öncüsü olarak gördüğü bir bilgisayar ağı kurdu. Kendisi ve İleri Araştırma Projeleri Ajansı Ağı'nın (ARPANET) diğer geliştiricileri, analiz ettikleri bir modele sahipti, bu yüzden nasıl davranması gerektiğini biliyorlardı. Ancak "mühendisler olarak, bilmediğimiz şeyleri de biliyorduk," diye ekledi. "Bu şeyle denemeler yapmak zorundaydık."

Modellerine trafik oluşturmak, modeli test etmek, bozmaya çalışmak ve sonuçlardan ders çıkarmak için araçlar entegre ettiler. “Mühendisliğin harikaları, bir şeyi denediğinizde ve tahmin etmediğiniz şeyleri keşfettiğinizde ortaya çıkar. Sonra neden bu şekilde davrandıklarını ve nasıl düzeltileceğini bulursunuz. Mühendislik yaklaşımı çok önemliydi. Bir şey tasarlayıp, inşa edip, öylece bırakmış gibi olmadık, çünkü işe yaramazdı. Yol boyunca düzeltmeler yapmamız gerekiyordu.”

O dönemin kültürünün açıklık üzerine kurulu olduğunu hatırladı. “[Model] paylaşılıyordu. Herkese güveniyorduk. Ağa giren herkesi tanıyorduk. Kötü davranışlara karşı koruma sağlamak için herhangi bir engel – buna 'güvenlik önlemi' diyelim – koymadık. Aslında, mühendisler olarak aldığımız tatmin, para kazanmak için bir sistem kurmak değil, sadece ilgi çekici ağ mühendisliği sorununu çözmekti… Aldığımız tatmin, tasarladığımız ve kullanıma sunduğumuz şeyleri başkalarının kullanmasıydı.”

 

1969'da UCLA ve Stanford Araştırma Enstitüsü'nde (SRI) ağın iki düğümü kurulduktan sonra, Kleinrock ve meslektaşları onu test etmeye karar verdiler. Kleinrock'un gözlemlediği ünlü ilk mesajlar arasında, Samuel Morse'un ilk uzun mesafeli telgraf sistemi üzerinden gönderdiği "Tanrı ne yaptı?"; Alexander Graham Bell'in ilk telefon üzerinden asistanına gönderdiği "Bay Watson, buraya gel, seni görmek istiyorum"; ve Neil Armstrong'un aya adım atarken söylediği "İnsanlık için dev bir adım" yer alıyor. Kleinrock, "Bu adamlar zekiydi. Halkla ilişkileri anlıyorlardı," dedi. "ARPANET ile tek istediğimiz, UCLA bilgisayarından SRI bilgisayarına giriş yapmaktı." UCLA'daki bir programcı " l " harfini yazdı . UCLA'daki telefondaki biri " l " harfinin ulaşıp ulaşmadığını sordu. " l' yi aldım ," diye yanıt geldi. Birkaç saniye sonra: " o'yu aldınız mı ?" " o'yu aldım ." Sonra sistem çöktü.

Kleinrock, “İnternetteki ilk mesaj ‘lo’ idi, yani ‘lo and behold’ (işte bakın) anlamında,” dedi. “Daha iyi, daha özlü, daha kehanet niteliğinde bir mesaj isteyemezdik. Ama kimse bilmiyor. Umarım bir gün ‘Bay Watson, buraya gelin, sizi görmek istiyorum’ kadar popüler olur.”

İNTERNETİN KARANLIK YÜZÜ

25 yıllık büyümenin ardından, internetteki ilk büyük spam mesajı, insanlara yeşil kart almaları konusunda yardımcı olmak için hizmetlerini satmaya çalışan Canter ve Siegel adlı iki avukattan geldi. İnternet servis sağlayıcıları o kadar çok e-posta itirazı aldı ki çöktü. Kleinrock, "İlk spam mesajına verilen yanıt, istemeden de olsa ilk hizmet reddi saldırısı oldu" diye belirtti.

İnternet, herkesin milyonlarca insana anında, kolayca, anonim olarak ve hiçbir para veya çaba harcamadan ulaşmasını sağlıyor. "Bu, internetin karanlık yüzü için mükemmel bir formül."

Günümüzde gençler, fotoğraflarını paylaşamadıkları, arkadaşlarıyla sohbet edemedikleri, video izleyemedikleri veya çevrimiçi alışveriş yapamadıkları bir zamanı hayal bile edemiyorlar. Ancak Kleinrock'un gözlemlediği gibi, internet yıkıcı bir güç. Daha fazla bilgi dijitalleştirildikçe, cihazlar küçüldükçe, daha akıllı, daha hızlı ve daha ucuz hale geldikçe ve geniş bant, kablosuz ve kablolu bağlantılar hızla yaygınlaştıkça, yıkıcı olaylar da yaşanmaya devam edecek.

Kleinrock, “İnternetin kendisi hâlâ bir ergen ve bir ergen gibi davranıyor,” dedi. “Yaramaz. Düzensiz. Asi ve itaatsiz. Umudumuz, olgunlaşıp düzgün davranan bir yetişkin haline gelmesidir. Emin değiliz. Umuyoruz ki öyle olur.”

İNTERNETİN GELECEĞİ

Gelecekte, içerik, teknoloji, uygulamalar, hizmetler ve işlevler, herkesin her zaman yanında taşıdığı cihazlarda birleşmeye devam edecek. "Gelecek, aşırı hareketlilik, kitlesel kişiselleştirme, video bağımlılığı, konum tabanlı hizmetler, şaşırtıcı uygulamalar ve bildiğimiz gibi, dramatik toplumsal ve yaşam tarzı değişiklikleriyle dolu bir gelecek olacak."

Kleinrock'un gözlemine göre, son zamanlarda bir dönüm noktası yaşandı. Eskiden mühendisler teknoloji geliştirir, uygulamalar da onu takip ederdi. Bugün ise uygulamalar teknolojinin çok önüne geçiyor ve teknoloji de uygulamaların ihtiyaçlarını karşılamak için yetişmeye çalışıyor.

Ancak internetin tasarımının güzelliği, beklenmedik hizmetleri, uygulamaları veya teknolojileri dışlamamasıdır. Her şeye uyum sağlar. Kişisel bilgisayar, e-posta, mobil uygulamalar, internet, eşler arası paylaşım, bloglar, sosyal ağlar ve diğer birçok uygulamayı dönüştürdü; bunların çoğu tamamen sürpriz oldu. "Teknoloji, bu şeylerin gelişmesine izin verecek kadar uyarlanabilir ve geneldir."

Günümüzde Nesnelerin İnterneti şekillenmeye başlıyor. Zaten internet trafiğinin büyük bir kısmı yazılım aracıları ve gömülü cihazlar tarafından oluşturuluyor. Kleinrock'a göre, sonunda sensörler, aktüatörler, mantık ve bellekler duvarlara, gözlüklere, masalara ve hatta insanların bedenlerine kadar kaybolacak. “Bu oda teknolojiyle dolu olmalı. Benim burada olduğumu bilmeli. Hepimizin burada olduğunu bilmeli. Corale ile bir konuşma yaparsam, bu konuşmada bize yardımcı olmalı. Ne dediğimizi ve geçmişimizi anlamalı. Her yerdeki ortamı bilinçli hale getirme fikri , elde edeceğimiz en büyük faydalardan biri.”

Gelecekte internet de giderek görünmez hale gelecek, böylece onu kullanan insanların onun hakkında düşünmelerine gerek kalmayacak. İnsan-bilgisayar arayüzleri şimdikinden çok daha basit olacak, böylece insanların küçük klavyelerde karmaşık yazılar yazmalarına gerek kalmayacak. Bilgisayarlar insan konuşmasını anlayacak ve uygulamalar çok daha basit ve kullanımı kolay olacak. Zamanla internet, "yaygın bir küresel sinir sistemi" haline gelecek.

Öğrencilere Başarısızlığın Üstesinden Gelmeyi Öğretmek

Mühendislerin eğitimi hakkındaki bir soruya yanıt olarak Kleinrock, eğitimcilerin başarısızlıkla sonuçlansa bile merakı teşvik etmeleri gerektiğini söyledi. “Öğretmenler ve öğretim üyeleri olarak öğrencilerimize yalan söylüyoruz. Onlara 4000 yıllık bilgiyi kristalize ve özütlenmiş halde sunuyoruz ve atılımların kolayca gerçekleştirilebileceğine inanmalarını sağlıyoruz. 'İşte bu mücevher. İşte Shakespeare. İşte Maxwell denklemleri…' Öğrenciler daha sonra 'Eh, kolay. Sınıra ulaşacağız ve bir sonraki kişi biz olacağız' diye düşünüyorlar. Ama bilginin sınırlarına yaklaştıklarında, 'Tanrım, hiçbir şeyi hareket ettiremiyorum' diye fark ediyorlar.”

Ayrıca bilgisayarları "derin düşünmenin en büyük düşmanı" olarak nitelendirdi. Öğrenciler bir bilgisayar modeli çalıştırıyor ve ardından bir sistemin nasıl davrandığını bildiklerini düşünüyorlar. "Sadece hesaplama yapmaktan fazlasını yapmaları gerekiyor," dedi. "Kendi sonuçlarını anlamaları ve ardından bunları genişletmeye çalışmaları gerekiyor."

Aynı zamanda, öğrencilerin karşılaşacakları zorluklara rağmen bir fark yaratabileceklerini öğrenmeleri gerekiyor. "Başarıları için teşvik edilmeli ve alkışlanmalı, başarısızlıklarında da cesaretlendirilmelidirler."

 Kleinrock, bu gelişmelerin hepsinin olumlu olmayacağını söyledi. Mühendisler genellikle inşa ettikleri sistemleri az çok anladıkları düşüncesine sahipken, doğa bilimciler yaratmadıkları bir sistemle uğraşmak zorunda kalıyorlar. Ancak mühendislik sistemleri büyüdükçe ve karmaşıklaştıkça, mühendislerin mutlaka anlayamayacağı veya öngöremeyeceği şekillerde davranıyorlar. "Mühendisliğin her alanında, geri adım atıp karmaşıklığı bir sorun olarak ele almalıyız."

Kleinrock, internetin geleceği hakkındaki en iyi tahminin öngörülemez olacağı sonucuna vardı. "[Uygulamalar] ortaya çıktığında, genellikle beklenmedik, şaşırtıcı ve keyifli oluyorlar ve çok hızlı bir şekilde yaygınlaşıyorlar."

4
 
21. Yüzyılın Büyük Mühendislik Gelişmeleri

Robert Lucky'nin annesi 1902'de doğmuş ve 1998'de vefat etmiştir. Virginia'da elektrik, radyo ve telefonun olmadığı bir çiftlikte büyümüştür. Buna rağmen, bir insanın Ay'da yürümesini ve internetin yükselişini görmüştür. Lucky, forum katılımcılarına, "Ne inanılmaz bir değişim yüzyılıydı," dedi. "Bir mühendis olarak başardıklarımızla gurur duyuyorum."

Gelecek yüzyılda da aynı ilerleme kaydedilecek mi, yoksa teknoloji toplumun sorunlarına giderek azalan bir çözüm mü sunacak? Lucky, "Bilmiyorum," dedi, ancak Ulusal Mühendislik Akademisi'nin 2003 yılında derlediği 20. yüzyılın en büyük 20 mühendislik başarısı listesi bazı ipuçları sunuyor.

ÖNGÖRÜLEBİLİR VE ÖNGÖRÜLEMEZ BULUŞLAR

Lucky, "20. yüzyılın on dördüncü yılında, o listedeki maddelerin kaçı zaten mevcuttu veya öngörülebilirdi?" diye sordu.

1914 yılında listedeki ilk beş maddeden dördü zaten büyük ölçüde ilerlemişti. Listenin en başındaki madde olan elektrifikasyon hızla gerçekleşiyordu ve alternatif akım (AC) yaygınlaşmıştı. Henry Ford, 1908'de Model T'yi piyasaya sürdü, bu nedenle listedeki ikinci madde olan otomobil zaten mevcuttu. Wright kardeşler ilk uçaklarını 1903'te Kitty Hawk'ta uçurdular, bu nedenle listedeki 3. madde olan uçak zaten icat edilmişti. Ve listedeki beşinci madde olan elektronik, 1912'de Titanik'in batması sırasında radyo yayınlarının kullanılmasıyla özellikle önem kazandı .

Listedeki diğer maddeler daha büyük veya daha küçük bir doğrulukla öngörülebilirdi. Otomobilin gelişimi, karayolu sisteminin inşası olasılığını akla getiriyordu (on birinci madde). Elektrikleşme, ev aletlerinin icadına işaret ediyordu (on beşinci madde). Tarımın mekanizasyonu (yedinci madde), o dönemin diğer mühendislik başarıları göz önüne alındığında muhtemeldi.

 

Ancak diğer icatların öngörülmesi zor veya imkansız olurdu. Bilgisayarlar (8 numara) ve uzay yolculuğu (12 numara) belirsiz bir şekilde öngörülebilirdi. Fakat entegre devre, internet ve lazer gibi diğer icatlar beklenmedik bir şekilde ortaya çıktı. Lucky, bu beklenmedik icatların "muazzam sonuçlar doğurduğunu" söyledi. "Bu yüzyılda henüz böyle bir şey görmedim."

GELECEĞİN İCATLARI

Lucky'nin söylediğine göre, bugün sokaktaki insanlara 21. yüzyılın en büyük mühendislik başarılarını sıralamaları sorulsa, muhtemelen verecekleri cevaplar Google, Amazon, Twitter ve Facebook olurdu. Ancak bunlar şirketler, teknolojiler değil. Bugün icatın gizemi farklı bir odak noktasına sahip. İnsanlar teknolojilerden değil, iş fikirlerinden büyüleniyorlar.

Bununla birlikte, mühendisler icat etmeye devam edecek, dedi Lucky ve icatların nereye doğru gittiği konusunda birkaç tahminde bulundu.

 Öncelikle, kablosuz teknolojilerin giderek daha önemli hale geleceğini söyledi. “Geçtiğimiz yüzyıl kablolu bir yüzyıldı; telefon, elektrifikasyon, kablo ağı, optik fiber. Şimdi ise kablosuz bir dünyaya dönüşümü çoktan yaşadık.”

Ayrıca yapay zekânın ortaya çıkışını da öngördü. Makinelerin insanlar kadar zeki olacağını tahmin edecek kadar ileri gitmedi. "İnsanların, makinelerin önümüzdeki yüzyılda sahip olmayacağı bir şeye sahip olduklarını" belirtti. Ancak yüzyılın sonuna doğru, zeki makineler yaygınlaşabilir ve bugün insanların yaptığı birçok şeyi yapabilirler.

Son olarak, Lucky'nin öngördüğüne göre 3D baskı, ürünlerin üretilme biçimini tamamen değiştirebilir.

Ancak en kesin tahmini, öngörülemeyen icatların gerçekleşmeye devam edeceği yönündeydi. "Bunlar, ne yazık ki hiçbirimizin göremeyeceği mucizeler olacak."

Mühendislikte Değişen Araçlar

Lucky, bir soruya verdiği cevapta, kendi kuşağındaki mühendisler yetiştiğinde, günümüzdeki genç mühendislerin sahip olduğu bilgisayar gücüne sahip olmadıklarını söyledi. Ancak, büyük çaplı yeniliklere olanak sağlayan "verimli bir teknolojiye" sahiplerdi. "Bu teknoloji, biz onu elde ettiğimizde tam anlamıyla çiçek açmaya hazırdı. Sanırım bu açıdan çoğumuz şanslıydık."

Dünya artık çok daha karmaşık ve dünyadaki mühendis sayısı, herhangi bir mühendisin öne çıkmasını daha da zorlaştırıyor. Lucky, "Yine de," dedi, "simülasyonlar ve bilgisayarlarla çalışma konusunda sahip oldukları güce imreniyorum. Bu çocukların bazıları bilgisayar konusunda gerçekten çok yetenekli. İnanılmaz. Okullardaki çocuklarla konuşun... Orada çok fazla dahi var."

 5
 
21. Yüzyılda Enerji

Stanford Üniversitesi'nde Jay Precourt Profesörü ve İleri Araştırma Projeleri Ajansı-Enerji'nin (ARPA-E) kurucu direktörü Arunava Majumdar, enerjiyle ilgili her türlü tartışmanın üç güvenlik perspektifinden ele alınması ve çerçevelenmesi gerektiğini söyledi: ulusal, ekonomik ve çevresel. Kişi başına düşen gayri safi yurtiçi hasıla büyümesi ve enerji kullanımındaki büyüme yakından ilişkilidir. Majumdar, "Enerji kullanımı olmadan modern bir ekonomi olmaz," dedi. "Ortaçağlara geri döndük."

Ulusal güvenlik ve ekonomik güvenlik, enerji için uzun vadeli endişeler olmuştur; sera gazı emisyonları ve küresel ısınmayla ilgili çevresel endişeler ise daha yenidir. Sanayi Devrimi'nin başlangıcından bu yana, ortalama küresel sıcaklık yaklaşık 1 derece artmıştır. Herhangi bir coğrafi konumda, bazı yıllar ortalamadan daha sıcak, bazı yıllar ise daha soğuktur ve küresel ısınmanın etkisini kesin olarak tahmin etmek zordur. Ancak küresel olarak sıcaklık dağılımının spektrumun sıcak ucuna doğru kaydığı konusunda hiçbir şüphe yoktur. Bu kayma devam ettikçe, dağılımın uç noktaları "ekonomimiz [ve] yaşamlarımız üzerinde orantısız bir etkiye sahip olabilir... İklim değişikliğinin tüm ayrıntılarını anlamıyoruz, ancak [Dünya'nın] ısındığını ve bunun sonuçlarının ciddi olabileceğini biliyoruz."

Atmosfere salınan ortalama bir karbondioksit molekülü yüzlerce yıl atmosferde kalır; bu nedenle Sanayi Devrimi'nin başlangıcından bu yana salınan karbondioksitin büyük bir kısmı hala oradadır. Bu süre zarfında, fosil yakıtların yakılması atmosfere yaklaşık 1 trilyon ton karbondioksit salmıştır. Bilinen tüm fosil yakıt rezervleri (bugünkü değeri yaklaşık 10 trilyon dolar) yakılırsa, sonuç atmosfere ek olarak 3 trilyon ton daha karbondioksit salınması olacaktır.

 

BİR ÇÖZÜM TASARLAMAK

Majumdar, toplumun karşı karşıya kaldığı seçimin çoğu zaman bir ikilem olarak sunulduğunu gözlemledi. Toplum, çevreye yönelik tehdidi görmezden gelip ekonomik büyümeyi mi hedeflemeli, yoksa çevreyi kurtarmak için 10 trilyon dolarlık fosil yakıtı yer altında mı tutmalı? Majumdar, bunun "yanlış bir seçim" olduğunu, "çünkü insan zihninin bir şeyleri tasarlama yeteneğini hesaba katmadığını" söyledi.

Taş Devri, insanların taş kaynaklarının tükenmesiyle sona ermedi. Aksine, sorunlarına daha iyi çözümler buldular. "Eğer Sanayi Devrimi tamamen enerjiyle ilgiliyse, üç güvenlik unsurunu da ele alacak yeni bir Sanayi Devrimi yaratmalıyız." Mühendislik bize teknolojik seçenekler sunacak, güvenli bir gelecek için sigorta poliçemizi oluşturacak.

Yeni yerel şeyl kaynaklarının bolluğu, doğal gazın yerel fiyatını uluslararası petrol fiyatından ayırdı ve böylece yardımcı oldu. Elektrik üretimini doğal gaz kullanımına kaydırarak hem karbon emisyonlarını hem de elektrik üretim maliyetlerini düşürdük. Dahası, dünyanın istikrarsız bölgelerinden ithal edilen petrole olan bağımlılığımız azaldı ve bu da ulusal güvenliği artırdı.

Aynı zamanda, yeni teknolojilerin maliyeti düştü. Majumdar'a göre, önümüzdeki on yıl içinde LED'lerin maliyeti, kompakt floresan lambaların maliyetiyle rekabet edebilir hale gelmeli. Rüzgar enerjisinin maliyeti düşüyor ve bunun sonucunda kapasitede bir artış yaşanıyor. Güneş panellerinin fiyatı önemli ölçüde düştü ve buna bağlı olarak kullanım oranları arttı. "Bu, yeni Sanayi Devrimi'nin bir parçası mı?" diye sordu. "Belki."

Enerji depolama da denklemin bir diğer parçası. Lityum iyon pil sistemlerinin maliyeti sadece beş yılda kilowatt saat başına 1.000 dolardan 400 dolara düştü ve pil elektrotlarının enerji yoğunluğunu artırmaya odaklanan araştırmalar sayesinde düşmeye devam ediyor. Maliyet kilowatt saat başına 200 doların altına düştüğünde, elektrikli otomobiller, sübvansiyonlar olmadan benzinli otomobillerle maliyet açısından rekabet edebilir hale gelecek ve yaklaşık olarak aynı menzile sahip olacak. Şebeke için oyun değiştirici olabilecek büyük ölçekli sabit enerji depolama üzerine yapılan araştırmalar hızla ilerliyor. Majumdar, biyoyakıtların maliyetini düşürmeye yönelik daha fazla araştırmanın da çözümün bir parçası olabileceğini söyledi.

Majumdar, bir soruya verdiği cevapta, nükleer enerjinin özellikle temel yük kapasitesi için önemli bir enerji kaynağı olacağını belirtti. "Nükleer enerji olmadan iklim değişikliğiyle odaklı ve somut bir şekilde mücadele edebileceğimizi hayal edemiyorum." Nükleer enerjinin piyasada rekabet edebilmesi için inşa ve finansman maliyetlerinin düşmesi gerekiyor. Ayrıca, nükleer atıkların yönetimi konusunda bazı siyasi ve kurumsal zorlukların üstesinden gelmemiz gerekiyor.

Elektrik şebekesinin tasarımı ve işletimi için yeni bir paradigma geliştirilmesi kritik önem taşımaktadır. Mevcut elektrik şebekesinin mimarisi, esasen 20. yüzyılın başlarında geliştirilen, merkezi üretim, uzun mesafeli iletim ve yerel dağıtım yapısına sahip olan yapıdır. Yeni bir şebeke, rüzgar ve güneş enerjisi gibi kesintili kaynakların kullanımını en üst düzeye çıkarmak, genel sistem maliyetini ve karbon emisyonlarını azaltmak ve güvenlik ve doğal tehditlere karşı direnci artırmak için hem merkezi hem de dağıtık kaynaklar için optimize edilmeli, yük, üretim ve depolamanın dinamik kontrolü ve dengelenmesi sağlanmalıdır. Bu kadar karmaşık bir ağ sistemini tasarlamak, inşa etmek ve işletmek için mühendisliğe ihtiyacımız var. Bu, yalnızca yeni teknolojiler değil, aynı zamanda yeni iş ve finansman modelleri de gerektirecek önemli bir zorluktur. Bu geçiş sürecini en uygun maliyetli ve güvenilir şekilde yönetmek kesinlikle çok önemlidir.”

DÜNYAYI ÇEVRİMİÇİ HALE GETİRİYORUZ

Dünya gelişmeye devam ettikçe bu teknolojiler daha da önem kazanacak. Bugün yaklaşık 3 milyar insan hala elektriğe hiç erişemiyor veya çok sınırlı erişime sahip ve 2050 yılına kadar bu sayıya, bugün elektriğe tam erişimi olmayan bölgelere 2 milyar insan daha eklenecek. "Soru şu: Onlar için 20. yüzyılın şebekesini mi uyarlayacağız, yoksa yeni bir şebeke mi oluşturacağız?"

Siyasi sistemdeki mevcut felç durumu, pek çok şeyin yapılamayacağı anlamına gelse de, Majumdar iyimser olduğunu söyledi. İç Savaş sırasında bile siyasi süreç, Ulusal Bilimler Akademisi'nin kurulması gibi şeyleri başarmıştı. "Uzun vadede, sürecin işe yaradığını düşünüyorum. Pes etmezdim."

Enrico Fermi, Körfez Petrol Sızıntısı Hakkında

Deepwater Horizon sondaj platformunda meydana gelen patlama sonucu Meksika Körfezi'nde yaşanan petrol sızıntısıyla ilgili deneyimlerinden kısaca bahsetti . Petrolün Körfeze aktığı 87 gün boyunca, bazı kişiler kuyuyu kapatmak için nükleer bir silahın patlatılması olasılığı hakkında spekülasyonlarda bulundu.

25 Haziran günü saat 02:18'de, hidrojen bombasının geliştirilmesine yardımcı olan Akademi üyesi Richard Garwin, ne yapılacağına karar vermeye çalışan bilim ekibine yazdığı bir e-postada şunları belirtti: "Bu konu hakkında oldukça bilgi sahibiyim... İşte Temmuz 1950 tarihli Los Alamos defterimden Enrico Fermi'nin el yazısıyla yazılmış 7 sayfa - bu tür bir sınırlamanın erken bir hesaplaması."

Majumdar daha sonra gönderdiği bir e-postada şunları yazdı: "Petrol sızıntısı ile Enrico Fermi arasında 60 yıllık bir tarihsel bağlantı bulacağımı hiç düşünmemiştim. Dick'in 60 yıl öncesine ait laboratuvar defterine sahip olması beni hayrete düşürdü. Ve daha da önemlisi, içindeki şeylerin nerede olduğunu hatırlaması!"

 6
 
Mühendislik ve Tıp

Roderic Pettigrew, kendisini büyüleyen belirli bir proje üzerinde çalışmak için Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde yüksek lisans eğitimine başladı: Beyin kanserinin son derece ölümcül bir türü olan glioblastoma multiforme için, "Star Trek'ten fırlamış gibi" bir fikre dayalı bir tedavi. Tedavi, kararlı izotop bor-10'u kanser hücrelerine yüklemeyi ve ardından hücreleri düşük enerjili nötronlara maruz bırakmayı içeriyordu. İzotop nötronları yakalar ve hızla yüksek enerjili bir alfa parçacığına ve lityuma ayrışan bor-11'e dönüşür. Bu ayrışma ürünlerinin dokudaki etki alanı o kadar küçüktür ki, enerjileri yaklaşık olarak bir hücrenin hacmiyle aynı miktarda bir alana yayılır. Pettigrew'in dediği gibi, bu şekilde tedavi "sağlıklı çevre hücrelere değil, özellikle kanser hücrelerine çok odaklı radyasyon hasarı ve ölüm" sağlıyor.

Pettigrew'in mühendislik ve biyoloji arasındaki etkileşim alanındaki çalışmaları, sonunda onu NIH Ulusal Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomühendislik Enstitüsü direktörlüğüne atanmasına yol açtı. Enstitü, "biyoloji ve mühendisliğin yollarının kesişmeye başladığı" fikrine dayanıyordu ve bu da hastalıkların anlaşılması ve tedavisi üzerinde dönüştürücü bir etki vaat ediyordu. Bu gözlem, 20. yüzyılın son otuz yılında 30 tıbbi yeniliğin göreceli önemi üzerine yapılan bir doktor anketiyle de desteklendi. Mühendislik ve görüntüleme, en önemli yenilik olarak öne çıktı ve ilk beş yeniliğin üçünde (en önemli yenilik olan MRI ve BT taraması, balon anjiyoplasti ve mamografi) büyük rol oynadı ve ilk 15 yeniliğin yarısından fazlasında kritik öneme sahipti.

Pettigrew, MRI'ın geliştirilmesinin "bu sürecin bir örneği" olduğunu söyledi. 1973'te, New York Eyalet Üniversitesi Stony Brook'ta kimya profesörü olan Paul Lauterbur, "eureka anı"ndan doğan bir makaleyi Nature dergisinde yayınladı . Nükleer fenomen Manyetik rezonans iyi biliniyordu ancak görüntüleme için kullanılmamıştı. Lauterbur, manyetik alanın uzamsal olarak değiştirilmesi durumunda, bir konuma karşılık gelen bir sinyal üreteceğini fark etti. İngiliz fizikçi Peter Mansfield, bu sinyalleri verimli bir şekilde analiz ederek görüntü üretmenin yolunu gösterdi ve çok hızlı görüntüleme yapmanın bir yolunu geliştirdi. Keşifleri nedeniyle Lauterbur ve Mansfield, 2003 Nobel Fizyoloji veya Tıp Ödülü'nü aldılar.

 

Pettigrew, "Buradaki asıl nokta, hayal gücünün sınırının olmamasıdır," dedi. "On yıllarca süren sürekli hayal gücü ve yenilikçilik, bizi sadece 30 yıl sonra insan beyninin ve bazı biyolojik süreçlerinin zararsız bir şekilde mükemmel görüntülerini üretebilme yeteneğine ulaştırdı."

BEYİNDEKİ YOLLAR

Mühendislik ve biyolojinin kesişimine bir başka örnek olarak Pettigrew, beyindeki sinir yollarını üç boyutlu olarak izlemek için görüntüleme yönteminin kullanımını anlatan nöral traktografiyi kısaca açıkladı . Bu yolların doğrudan görselleştirilmediğini, bunun yerine 300 izotropik yönde niceliksel olarak çözümlenen aksonal yollar boyunca suyun difüzyonuna dayanarak hesaplandığını belirtti.

Pettigrew'e göre bu teknik, beynin ayrıntılı bağlantı düzenlerini ortaya çıkararak "sinirbilim camiasını alt üst etti". Örneğin, nöron tabakaları içindeki ortogonal bağlantı düzenlerini ortaya çıkardı; bu da, tekniği keşfeden sinirbilimci Van Wedeen'in, gelişmekte olan nöronların uzayda gezinmesini kolaylaştırdığını tahmin ettiği bir durum. Bu tür çalışmalar, beynin bir bölümü işlevsiz hale geldiğinde ve beynin bitişik bölgeleri kayıp bir işlevi yerine getirmek üzere devreye girdiğinde beyin plastisitesi hakkında da bilgi sağlayabilir.

Pettigrew, sinir yollarının izlenmesinin ötesinde, beynin tersine mühendisliğinin "göz korkutucu bir meydan okuma" olduğunu, ancak mühendisliğin bu alanda ilerleme kaydetmeye devam edeceğini söyledi.

GELECEĞE İŞARET EDEN GÜNCEL TEKNOLOJİLER

Pettigrew, altı güncel teknolojiyi (bir videoda gösterildiği gibi) örnek göstererek konuşmasını sonlandırdı. ¹ ) Sağlığı iyileştirme konusunda mühendisliğin inanılmaz potansiyelini gösteren örnekler:

·                  Rejeneratif tıp, insan karaciğer dokusunu farede yetiştirmeyi mümkün kılıyor; bu sayede ilaç toksisitesi test edilebiliyor ve insanlarda test yapılmasına gerek kalmıyor.

·                  Biyolojik olarak parçalanabilen stentler çözünerek vücut tarafından emilebilir, bu da vücudun implantlara karşı olumsuz reaksiyonlarını büyük ölçüde azaltır.

·                  Analitik kimya platformlarıyla birleştirilen minik MRI cihazları, bakteri, virüs ve ilaçlar da dahil olmak üzere hemen hemen her biyolojik hedefi çok yüksek hassasiyetle inceleyebilir.

·                  Taşınabilir Doppler ultrason cihazı, cepte taşınabilir ve afet bölgeleri veya uzak bölgeler de dahil olmak üzere dünyanın her yerine götürülebilir.

·                  Nem emdikçe şekil değiştiren çift katmanlı bir polimer, enerji kaynağı olarak kullanılabilir.

·                  Epidural spinal stimülasyon tekniği, tamamen felçli bireylere kısmen istemli hareket yeteneği kazandırabilir.

Pettigrew, son noktasına Robert Goddard'dan şu alıntıyı yaptı: "İmkansız olanı söylemek zordur, çünkü dünün hayali bugünün umudu ve yarının gerçeğidir." Mühendisler ve mühendislik bunu mümkün kılıyor. Pettigrew, "Bu ifade doğru," dedi. "Mühendisler hayal kurma, bu hayalleri gerçekleştirme ve gerçeğe dönüştürme pratiğiyle uğraşırlar; bu da hepimize daha iyi ve daha parlak bir gelecek için gerçek bir umut verir."

Bir Mühendis-Astronot

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde yüksek lisans öğrencisiyken, Pettigrew, lazer spektroskopisi üzerine çalışan Ronald McNair adlı başka bir yüksek lisans öğrencisiyle çok yakın arkadaş oldu. "Bizi bir araya getiren şey, aynı motivasyona sahip olmamızdı," dedi. "İkimiz de bilim ve mühendisliği kullanarak insanlığın durumunu iyileştirmek istiyorduk."

McNair doktorasını bitirdikten sonra Kaliforniya'daki Hughes Araştırma Laboratuvarlarında çalışmaya başladı. Pettigrew, "Bir gün beni aradı ve NASA'nın astronot programını yeniden başlattığını, bunu araştıracağını söyledi" dedi. McNair astronot olarak seçildi, eğitimini tamamladı ve ilk görevinde uzayda yükleri taşımak için robot kolu kullandı. Bu yolculuktan sonra, ikisi de McNair'in keşiflerinden ve bu yolculuğun ev videolarında ortaya koyduğu doğa yasalarına dair yeni bilgilerden çok etkilendiler ve birlikte bu videoları incelediler. Ne yazık ki, McNair'in ikinci görevi, kalkıştan kısa bir süre sonra patlayan ve yedi mürettebat üyesinin tamamının ölümüne neden olan Challenger uzay mekiğindeydi.

Pettigrew, “Bilim ve mühendisliği kullanarak yeni şeyler keşfetmeye ve bu bilgiyi küresel ölçekte yaşamları iyileştirmek için kullanmaya her zaman birbirimizi teşvik ettik,” dedi. “Bu hayale ulaşmak bizim itici gücümüzdü.”

________________

 ¹ Sunumunun videosuna www.youtube.com/watch?v=Vw-kIiHhMn8 adresinden çevrimiçi olarak ulaşılabilir .

 7
 
Malzeme Biliminde Elli Yıl

General Electric Aviation'ın Malzeme ve Proses Mühendisliği Departmanı'nın emekli genel müdürü Robert Schafrik, "Eğer geçmiş geleceğin habercisiyse, malzemelerin geleceği oldukça heyecan verici olacak" dedi.

Elli yıl önce, Schafrik üniversite öğrencisiyken, General Electric, yeni Hava Kuvvetleri C-5A stratejik nakliye uçağı programı için yeni bir jet motoru sınıfı geliştiriyordu. TF39 motoru çok başarılı oldu ve ticari türevi olan CF6, bugün hala birçok geniş gövdeli uçakta kullanılıyor. ^1. Pratt & Whitney ve Rolls-Royce tarafından tasarlanan benzer motorlar da aynı şekilde. Motor, kısmen yüksek baypaslı motor olarak bilinen yeni bir mimariye ve kısmen de birçok yeni malzemenin uygulanmasına bağlı olarak, erken dönem turbojet motorlarına göre yakıt verimliliğinde %25'lik bir iyileşme sağladı. O zamandan beri yakıt verimliliği yılda ortalama %1 oranında iyileşmeye devam etti. Schafrik, tasarım mühendislerine bu iyileşmenin ne kadarının yeni malzemelerden, ne kadarının diğer mühendislik değişikliklerinden kaynaklandığını sorduğunda, tahminleri üçte bir ila yarısı arasındaydı.

Yakıt verimliliğini daha da artırmak için, motordaki sıkıştırma oranı ve yanma sıcaklığının artırılması gerekiyor. Ancak, günümüz jet motorlarının türbinindeki sıcaklık, türbinlerin nikel süper alaşımlarının erime noktasının zaten birkaç yüz derece üzerinde. Ancak mühendisler, "metali ortamın daha serin olduğunu düşünmeye kandırmanın" yollarını buldular, diye belirtti Schafrik. Türbin kanatları esasen birçok iç soğutma kanalına sahip radyatörlerdir. Buna ek olarak, yüzey üzerinde akan soğutma havası ve seramikten oluşan yalıtım tabakası da bulunmaktadır.

 

Bununla birlikte, Schafrik, "Yeni bir türbin kanadı alaşımı tasarlamak ve geliştirmek gerçekten zor," dedi. "Yapabileceklerinizin kesinlikle sınırları var."

SINIRLARI AŞMAK

Günümüzdeki sıcaklık sınırlarını aşmanın bir yolu, motor parçalarını çok daha yüksek çalışma sıcaklıklarına sahip seramik malzemelerden üretmektir. Örneğin, yakında hizmete girecek olan yeni LEAP motoru, motorun dönen bir parçası yerine türbin gövdesinde seramik matris kompozitlerinin (CMC) ilk uygulamasını içermektedir. Diğer CMC uygulamaları da geliştirme aşamasındadır.

Bir diğer ilgi çekici konsept ise Brayton termodinamik çevriminden uzaklaşarak, bir uçağın kanadının ön kenarı boyunca yerleştirilmiş, her biri süper iletken bir telde taşınan elektrikle çalışan çok sayıda küçük fan gibi yeni motor mimarilerine geçmek olacaktır. Schafrik, "50 yıl içinde cevabın ne olduğunu bileceğiz" dedi. Ancak konfigürasyon ne olursa olsun, "malzemeler konusunda önemli zorluklar olacak."

Havacılık motorlarındaki malzemelere ilişkin bu incelemeden açıkça anlaşılan şey, yeni malzemelerin uygulanmasının toplumsal fayda sağladığıdır. Malzemeler Elektronik ve fotonikten, yapı sektörüne, tıbbi ekipmanlara, uzay ve havacılığa ve modern enerji sistemlerine kadar modern yaşamın neredeyse her alanını gelişmeler dönüştürdü.

GELİŞMEYİ HIZLANDIRMAK

Schafrik, yeni malzemelerin geliştirilmesinin genellikle uzun zaman aldığını belirtti. İntermetalik veya seramik matris kompozit gibi yeni bir malzeme sınıfının kavram aşamasından kullanıma geçmesi 20 ila 30 yıl, hatta daha fazla sürebilir.

Gelecekte, sadece yapısal malzemeler için değil, genel olarak tüm alanlarda gelişmenin üçte bir oranında daha kısa sürede gerçekleşeceğini öngördü. Zaten, seçici olarak uygulanan hızlandırılmış programlar muazzam kazanımlar sağladı. Yakın zamanda, yeni bir türbin kanadı alaşımı, programın başlamasından iki yıl sonra Federal Havacılık İdaresi tarafından uçuş için onaylandı. Schafrik, normalde bu malzemenin geliştirilmesinin en az altı yıl süreceğini, ancak hesaplama araçlarının ve entegre bir tasarım ve üretim ekibinin kullanımının süreci büyük ölçüde hızlandırdığını söyledi. Bu başarı, "hızlandırılmış bir programın nasıl yürütüleceği ve bu sürecin diğer alanlara nasıl genişletileceği konusunda bize geleceğe yönelik bir yol haritası sunuyor."

Önümüzdeki 50 yıl içinde, malzeme alanındaki en önemli itici güç, toplumsal ihtiyaçları karşılamak için tüm uygulama alanlarında yeni malzeme gelişmelerinden etkin bir şekilde yararlanmak olacaktır. Bu hedefe ulaşmak için, hesaplamalı modelleme miktarında kademeli artışlar ve tahmin modellerine kolayca dönüştürülebilen, malzemenin ardındaki bilimin bilgisinde niceliksel artışlar gerekecektir. Ayrıca, malzeme uzmanları, tasarım mühendisleri ve üretim uzmanları arasında daha yakın bir işbirliğine yol açacaktır.

Schafrik, çok şeyin söz konusu olduğunu belirtti. Örneğin, yeni uçak motorlarının geliştirilmesi 1-2 milyar dolara mal oluyor ve bir saha sorununun çözümü yüz milyonlarca dolara mal olabiliyor. Diğer uygulama alanları da benzer zorluklarla karşılaşıyor ve bu da yeni bir malzemenin kullanımına karşı isteksizliği artırıyor. Mevcut hesaplama modelleri, yeni malzemelerin özelliklerini tahmin etmede yetkin hale geliyor, ancak malzemelerin kullanımda nasıl bozulduğunu tahmin etmek için daha fazla bilimsel araştırmaya ihtiyaç var. “Bu malzemeleri test etmek için çok akıllı yöntemlere ihtiyacımız var. Bu, şu anda kullanılan ve genellikle karşılaştığımız ortamları temsil etmeyen bazı standart testlerin ötesinde. Önümüzdeki 50 yıl içinde, ilgili bozulma modlarının bilimsel anlayışına dayalı hızlandırılmış testler, güvenilir sonuçlar elde etmemizi sağlayacaktır.” Malzemelerin uzun vadeli performansına ilişkin tahminler, bunların kullanım riskini büyük ölçüde azaltır."

HÜKÜMETİN ROLÜ

Eric Schmidt'in 2014 NAE yıllık toplantısında yaptığı önceki bir sunumda belirttiği gibi, hükümet inovasyonu teşvik etmede kilit bir rol oynamıştır. Schafrik'in de belirttiği gibi, yeni malzemelerin geliştirilmesinde de durum böyle olmuştur ve hükümetin katılımı kritik önem taşımaya devam edecektir.

"İlerleyen süreçte, endüstri, hükümet ve üniversitelerin koordineli bir çabası -ki bu şüphesiz önümüzdeki 50 yılda gerçekleşecektir- ilgi alanlarının tümünde malzeme gelişimini hızlandırmak için şart olacaktır."

Sektörler arası iş birliğine dayalı bir ekosistem, uzmanları bir araya getirerek sorunları çözmeyi ve ihtiyaçları karşılamayı sağlayabilir; hesaplama araçları ise iş birliklerini kolaylaştırır. Schafrik, "Malzemelerin geleceği oldukça heyecan verici," diyerek sözlerini tamamladı. "Mühendislik dünyasını etkilemek için muazzam bir fırsatımız var."

Süpersonik Ulaşımın Geri Dönüşü mü?

Bir soruya yanıt olarak Schafrik, yeni bir süpersonik jetin geliştirilmesi olasılığı hakkında tahminlerde bulundu. Bunun maliyetli olacağını belirten Schafrik, bu tür bir program için bir iş gerekçesinin olup olmadığı sorusunu gündeme getirdi. Ancak “eğer bunu yapmak isteseydik, nasıl yapacağımızı biliyoruz. Kollarımızı sıvayıp işe koyulabilirdik… 50 yıl sonra ekonomik olacak mı? Bu ilgi çekici bir olasılık.”

_____________

 ^{CF6 motorunun kullanım} alanları arasında Airbus A300, A310, A330; Boeing 747 ve 767; McDonnell Douglas DC-10 ve MD-11; ve C-5M bulunmaktadır. Bugüne kadar motorun tüm modelleri toplamda 400 milyon uçuş saati biriktirmiştir.

 8
 
Yenilikçiler Topluluğunu Genişletmek

Forumun tartışma oturumu sırasında, Al Jazeera America'da yayınlanan "Real Money with Ali Velshi" programının sunucusu ve moderatör Ali Velshi, mühendisliğin geleceğine dair kendi bakış açısını kısaca paylaştı. Forum katılımcılarının sunumlarının da açıkça gösterdiği gibi, mühendislikte ilhamın birçok kaynağı vardır. Bazı durumlarda, havacılıkta olduğu gibi, hükümet ve özel sektör arasındaki ortaklıklar yeni teknolojilere ve yeni endüstrilere yol açmıştır. Diğer durumlarda ise, kendi başlarına çalışan mühendisler, daha önce kimsenin denemediği şeyleri denemeye karar vermişlerdir. Bazen ulusal güvenlik, bazen zor bir araştırma problemi, bazen de kar amacı güdülmüştür.

 

Soldan sağa: Robert Schafrik, Robert Lucky, Roderic Pettigrew, Arun Majumdar, Wanda Austin, Leonard Kleinrock, CD Mote, Jr., Corale Brierley ve moderatör Ali Velshi.

 

Corale Brierley ve Wanda Austin.

Velshi'ye göre, bugün yeni bir inovasyon kaynağı göz önünde bulundurulmalıdır. İnternetin bağlantı gücü ve bilişimin artan gücüyle, inovasyon sadece mühendis olarak eğitim almış ve çalışanlardan değil, her yerden gelebilir. Velshi, X faktörünün "şu anda hayal kuran, özel bir resmi eğitimi olmayan ama internete erişimi olan çocuk; Afrika veya Asya'da bir yerlerde yakında akıllı telefonunda internete erişecek ve bir şeyler keşfedecek çocuk" olduğunu söyledi.

Velshi, mühendisliğin karşı karşıya olduğu sorunun, bu tür yenilikçilerin katkılarını nasıl karşılayacağı olduğunu belirtti. “Onları sisteme dahil etmenin bir yolunu mu bulacağız? Sistem dışında sahip oldukları gücü bir şekilde mi kullanacağız?” Bu tür sorular, mühendislerin nasıl eğitildiği ve mühendisliğin dünyayı nasıl değiştirebileceğine dair geleneksel anlayışlara meydan okuyabilir.

Velshi, forum katılımcılarına, Ulusal Mühendislik Akademisi'nin 50 yıl sonra ilk yüzyılını kutlayacağını hatırlattı. Salonda ve dünyanın dört bir yanında bulunan mühendisler, önümüzdeki 50 yılda neler olacağını belirlemeye yardımcı olacaklar. "Benim için bu sadece laf. Sizin içinse bir etkiniz var."

 

Panel tartışması sırasında izleyiciler soru sormak için sıraya giriyor.

 Ek A
 
Forum Gündemi

NAE'nin 50. Yıldönümünü Kutlayan Yıllık Toplantı Forumu

Son 50 Yılda Mühendislik Tarihi ve Geleceğe Bakış

Pazartesi, 29 Eylül 2014,
09:30-12:30,
Ulusal Bilimler Akademisi Binası, Washington, DC

Forum, son 50 yılın mühendislik başarılarını ele alacak ve önümüzdeki 50 yılın zorluklarına yönelik öngörülerde bulunacaktır.

Hoş geldin

CD Mote, Jr. , Ulusal Mühendislik Akademisi Başkanı

Moderatör: Ali Velshi , Al Jazeera America'da yayınlanan Real Money with Ali Velshi programının sunucusu.

Forum Tartışması

Forum Katılımcıları

Wanda M. Austin , Havacılık ve Uzay Şirketi Başkanı ve CEO'su

 Corale L. Brierley , Ulusal Mühendislik Akademisi Başkan Yardımcısı ve Brierley Consultancy LLC Şirketinin Kurucusu

Leonard Kleinrock , Seçkin Profesör, Bilgisayar Bilimleri Bölümü, Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles

Robert W. Lucky , Kurumsal Araştırma Başkan Yardımcısı (emekli), Telcordia Technologies Inc.

Arunava Majumdar , Jay Precourt Profesörü ve Kıdemli Araştırmacı, Precourt Enerji Enstitüsü, Makine Mühendisliği Bölümü, Stanford Üniversitesi

Roderic I. Pettigrew , Ulusal Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomühendislik Enstitüsü Direktörü

Robert E. Schafrik , GE Aviation Malzeme ve Proses Mühendisliği Departmanı Genel Müdürü (emekli).

 Ek B
 
Biyografik Bilgiler

WANDA M. AUSTIN, yaklaşık 4.000 çalışanı ve yıllık 850 milyon dolardan fazla geliriyle, ülkenin ulusal güvenlik uzay programlarının önde gelen mimarlarından biri olan Aerospace Corporation'ın başkanı ve CEO'sudur. Bu görevi 1 Ocak 2008'de üstlenmiştir. Ayrıca, gelecek nesli STEM disiplinlerini okumaya ve bilim ve mühendisliği tercih edilen kariyer seçenekleri haline getirmeye teşvik etmeye de kendini adamıştır. Onun rehberliğinde, Aerospace Corporation bu hedefi desteklemek için bir dizi girişimde bulunmuştur; bunlar arasında MathCounts, US FIRST Robotics ve Change the Equation'a katılım yer almaktadır.

Dr. Austin, uydu ve yük sistemi tedariki, sistem mühendisliği ve sistem simülasyonu alanlarındaki çalışmalarıyla uluslararası alanda tanınmaktadır. 2009 yılında Başkan Obama'nın İnsanlı Uzay Uçuşu Planları İnceleme Komitesi'nde görev yapmış, 2010 yılında Savunma Bilim Kurulu'na ve 2014 yılında NASA Danışma Konseyi'ne atanmıştır.

Kendisi Ulusal Mühendislik Akademisi, Uluslararası Astronotik Akademisi ve Amerikan Sanat ve Bilim Akademisi üyesi olup, Amerikan Havacılık ve Uzay Enstitüsü'nün (AIAA) de üyesidir. Ulusal İstihbarat Madalyası (Üstün Hizmet), Hava Kuvvetleri Başarı Belgesi ve Ulusal Keşif Ofisi Altın Madalyası gibi çok sayıda ödül ve takdir belgesi almıştır; ayrıca AIAA von Braun Uzay Programı Yönetiminde Mükemmellik Ödülü (2010), Horatio Alger Ödülü (2012), NDIA Peter B. Teets Endüstri Ödülü (2012) ve USC Viterbi Seçkin Mezun Ödülü (2014) gibi ödüllere de layık görülmüştür.

 

Dr. Austin, lisans eğitimini Franklin and Marshall College'da matematik alanında, yüksek lisans eğitimini ise sistem mühendisliği ve matematik alanlarında tamamlamıştır. Pittsburgh Üniversitesi'nden matematik lisans derecesi ve Güney Kaliforniya Üniversitesi'nden sistem mühendisliği doktorası.

CORALE L. BRIERLEY, madencilik ve kimya endüstrilerine ve devlet kurumlarına teknik ve iş danışmanlığı sağlayan Brierley Consultancy LLC'nin kurucusu ve yöneticisidir (1991). Daha önce Newmont Mining Corporation'da çevre süreç geliştirme şefi (1990–1991), VistaTech Partnership Ltd.'de genel ortak (1988–1999), Advanced Mineral Technologies, Inc.'de başkan (1982–1988), New Mexico Madencilik ve Teknoloji Enstitüsü'nde kimyasal mikrobiyolog (1971–1982) ve Martin-Marietta Corp.'da mikrobiyolog (1968–1969) olarak çalışmıştır. İlgi alanları arasında maden üretiminde uygulanan biyoteknoloji; metal içeren sulu, katı ve radyoaktif atıkların arıtılması ve yönetimi; ve bu teknik alanlarda pazar ve iş geliştirme yer almaktadır.

 

Dr. Brierley, biyoteknolojiyi maden üretimi ve iyileştirmesine uygulama konusundaki yenilikleri nedeniyle 1999 yılında NAE'ye (Ulusal Madenciler Konseyi) seçildi. 2009'dan 2014'e kadar NAE Konsey Üyesi olarak görev yaptı ve ardından başkan yardımcılığına seçildi. Birçok NAE komitesinde aktif olarak yer aldı, şu anda NRC Yer Bilimleri ve Kaynakları Kurulu'na başkanlık ediyor ve daha önce Kongre tarafından görevlendirilen Enerji Politikasına Bilgi Vermek İçin Kömür Araştırma, Teknoloji ve Kaynak Değerlendirmeleri NRC Komitesi'ne başkanlık etti. Geçmişteki NRC komite hizmetleri arasında Madencilik Endüstrileri için Teknolojiler Paneli, Enerji Sistemlerinden Sera Gazı Emisyonlarının Yönetimine Yeni Yaklaşımlar Komitesi, Yüzey Madenciliği Yapılan Alanlarda Yeraltı Suyu Yeniden Besleme Komitesi ve ABD Jeolojik Araştırmalar Kurumu'nun Mineral Kaynakları Programının Gözden Geçirilmesi Komitesi (ki bu komiteye başkanlık etti) yer almaktadır.

Dr. Brierley, Amerikan Madencilik, Metalurji ve Petrol Mühendisleri Enstitüsü'nün (AIME) Madencilik Mühendisleri Derneği'nin (SME) üyesidir ve demir dışı metalurji alanındaki seçkin başarılarından dolayı AIME James Douglas Altın Madalyası'nı (2008) ve demir dışı kimyasal metalurji bilimi ve teknolojisinin anlaşılmasına yaptığı seçkin katkılardan dolayı SME Milton E. Wadsworth Ödülü'nü (2011) almıştır. 1983'ten beri Biyohidrometalurji Sempozyumları Uluslararası Danışma Komitesi üyesidir ve 1996'dan beri Elsevier'in Hydrometallurgy dergisinin ve Haziran 2014'ten beri Minerals Engineering dergisinin yayın kurullarında görev yapmaktadır.

Biyoloji alanında lisans (1968) ve kimya alanında yüksek lisans (1971) derecelerini New Mexico Madencilik ve Teknoloji Enstitüsü'nden, çevre bilimleri alanında doktora (1982) derecesini ise Dallas'taki Texas Üniversitesi'nden almıştır.

LEONARD KLEINROCK, UCLA'da Bilgisayar Bilimleri alanında Seçkin Profesördür. İnternetin temelini oluşturan paket ağlarının matematiksel teorisini, 1962'de MIT'de yüksek lisans öğrencisiyken geliştirdi (doktorasını 1963'te aldı). UCLA'daki ana bilgisayarı, Eylül 1969'da İnternetin ilk düğümü oldu ve buradan ilk İnternet mesajının iletimini yönetti.

Dr. Kleinrock, 1963'ten beri UCLA'da bilgisayar bilimleri profesörü olarak görev yapmaktadır ve 1991-1995 yılları arasında bölüm başkanlığı görevini yürütmüştür. Paket anahtarlama ağları, paket radyo ağları, yerel alan ağları, geniş bant ağları, gezici bilgi işlem, performans değerlendirmesi, akıllı ajanlar ve eşler arası ağlar gibi alanlarda 250'den fazla makale yayınlamış ve altı kitap yazmıştır. Linkabit Corporation'ın kurucu ortağı ve ilk başkanı, Nomadix, Inc.'in kurucu ortağı ve TTI/Vanguard'ın kurucusudur.

 

Dr. Kleinrock, Ulusal Mühendislik Akademisi ve Amerikan Sanat ve Bilim Akademisi üyesidir; IEEE, ACM, INFORMS ve IEC üyesidir; ve İnternet Şöhretler Salonu'nun kurucu üyelerindendir. Aldığı birçok ödül arasında Ericsson Ödülü, NAE Draper Ödülü, Marconi Ödülü, Okawa Ödülü, Dan David Ödülü ve IEEE Alexander Graham Bell Madalyası ve Harry M. Goode Ödülü bulunmaktadır. Ayrıca, Amerika Birleşik Devletleri başkanı tarafından verilen, bilim alanındaki en yüksek onur ödülü olan 2007 Ulusal Bilim Madalyası ile de onurlandırılmıştır.

ROBERT W. LUCKY, son birkaç on yıldır telekomünikasyon alanında önde gelen araştırma laboratuvarlarına liderlik etmiştir; önce Bell Labs'te, ardından da uygulamalı araştırmalardan sorumlu kurumsal başkan yardımcısı olarak görev yaptığı Telcordia Technologies'te çalışmıştır. Emekli olduktan sonra da danışma kurullarında yer alma, araştırmalar yapma ve danışmanlık gibi profesyonel faaliyetlerine devam etmiştir.

Silicon Dreams: Information, Man, and Machine ve Lucky Strikes Again: Feats and Foibles of Engineers gibi birçok teknik makale ve kitabın yazarıdır . Ancak çoğu mühendis onu , son 30 yıldır IEEE'nin Spectrum dergisi için yazdığı, felsefi ve bazen de eleştirel bakış açısı sunan aylık köşe yazılarıyla tanır. Mühendislik, yaşam ve teknoloji üzerine mizahi gözlemleriyle tanınır. 100'den fazla üniversitede konuşmacı olarak davet edilmiş olup, teknik, iş, akademik ve sosyal etkinliklerde sık sık konuşmacı olarak yer almakta, konferanslarda genel ve açılış konuşmaları yapmaktadır.

Purdue Üniversitesi'nden elektrik mühendisliği alanında doktora derecesi aldı ve o zamandan beri dört fahri doktora unvanının yanı sıra Marconi Ödülü ve IEEE Edison Madalyası da dahil olmak üzere birçok önemli ödüle layık görüldü. IEEE'nin seçilmiş üyesi ve Ulusal Mühendislik Akademisi'nin yanı sıra Amerikan ve Avrupa Sanat ve Bilim Akademileri'nin de üyesidir.

 

Arunava Majumdar , Stanford Üniversitesi'nde Makine Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi ve Precourt Enerji Enstitüsü kıdemli üyesi olarak görev yapan Jay Precourt Profesörüdür. Stanford'a katılmadan önce Google'da enerji başkan yardımcısı olarak görev yapmış ve çeşitli enerji teknolojisi girişimleri başlatmıştır.

Ekim 2009'da Başkan Obama tarafından aday gösterildi ve Senato tarafından onaylanarak İleri Araştırma Projeleri Ajansı-Enerji'nin (ARPA-E) kurucu direktörü oldu ve Haziran 2012'ye kadar bu görevde bulundu. Mart 2011'den Haziran 2012'ye kadar ayrıca Enerji Bakan Vekili ve Enerji Bakanı'na kıdemli danışman olarak görev yaptı. Şu anda ABD Enerji Bakanı Danışma Kurulu, Ulusal Mühendislik Akademisi (seçilmiş üyesi olduğu) ve Elektrik Enerjisi Araştırma Enstitüsü konseyleri ile Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi (SLAC) ve Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı Bilim Kurulu'nda görev yapmaktadır. Singapur Ticaret ve Sanayi Bakanlığı Uluslararası Enerji Danışma Kurulu üyesi, ABD-Hindistan İklim Değişikliği ve Enerji Diyaloğu II. Aşama ABD delegasyonu üyesi ve Doğu Avrupa'ya enerji ve inovasyon alanında ABD bilim elçisidir. Ayrıca Amerikan Sanat ve Bilim Akademisi üyesidir.

 

Dr. Majumdar daha önce Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'de Makine Mühendisliği ve Malzeme Bilimi ve Mühendisliği alanlarında Almy ve Agnes Maynard Kürsü Profesörü ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'nda enerji ve çevre alanında yardımcı laboratuvar direktörü olarak görev yapmıştır. Araştırma ilgi alanları arasında nanomalzemelerin ve cihazların yanı sıra büyük ölçekli mühendislik sistemlerinin bilimi ve mühendisliği yer almaktadır.

Lisans eğitimini makine mühendisliği alanında tamamladı. 1985'te Bombay'daki Hindistan Teknoloji Enstitüsü'nden lisans derecesini ve 1989'da Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'den doktora derecesini almıştır.

Roderic I. Pettigrew , PhD, MD, NIH Ulusal Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomühendislik Enstitüsü'nün (NIBIB) ilk direktörüdür ve 2013 yılında NIH'nin bilimsel iş gücü çeşitliliğinden sorumlu geçici baş sorumlusu olarak da atanmıştır. Bu pozisyon, NIH direktörü tarafından, biyomedikal araştırma iş gücünü artırılmış çeşitlilik yoluyla güçlendirmek için tasarlanmış tüm NIH programlarının ve faaliyetlerinin koordinasyonu ve denetimi için oluşturulmuştur.

NIH'deki görevine atanmadan önce Dr. Pettigrew, Emory Üniversitesi'nde radyoloji ve tıp (kardiyoloji) profesörü ve Georgia Teknoloji Enstitüsü'nde biyomühendislik profesörüydü; ayrıca Atlanta'daki Emory Üniversitesi Tıp Fakültesi Manyetik Rezonans Araştırma Merkezi'nin direktörlüğünü de yapmıştır. Emory Üniversitesi'nde kardiyovasküler sistemin MRI kullanarak dört boyutlu görüntülenmesiyle ilgili öncü çalışmalarıyla uluslararası alanda tanınmaktadır. Mevcut araştırmaları, koroner aterosklerotik hastalığın entegre görüntülenmesi ve öngörücü biyomekanik modellemesi üzerine odaklanmaktadır.

 

NIBIB'deki görevinin başlarında, Howard Hughes Tıp Enstitüsü ile birlikte yeni disiplinlerarası lisansüstü eğitim programları oluşturmak için ulusal bir çabaya öncülük etti ve büyük sağlık sorunlarını çözmek için tasarlanmış yüksek riskli, yüksek etkili projeler izleyerek "tıbbi çığır açıcı" hedeflere ulaşmak için Kuantum Projeleri programını kurdu. Liderliğinde, düşük maliyetli ve yerinde uygulanabilir tıbbi teknolojiler geliştirmek için ulusal ve uluslararası işbirlikçi girişimler başlatıldı.

Şu anda BT radyasyon dozunu arka plan seviyelerine düşürme çabalarına öncülük ediyor. Ayrıca yakın zamanda, dünya çapındaki hipertansiyon sorununu ele almak için sık sık kan basıncı ölçümü yapmaya yönelik göze batmayan teknolojiler geliştirmek üzere ABD-Hindistan işbirliği çağrısında bulundu.

Dr. Pettigrew, hem Ulusal Mühendislik Akademisi hem de Tıp Enstitüsü üyesidir. Aldığı ödüller arasında Phi Beta Kappa, A Better Chance Vakfı'ndan Benjamin E. Mays Ödülü, Miami Üniversitesi'nin En Seçkin Mezunu Ödülü, Siyah Kardiyologlar Birliği'nden Herbert Nickens Ödülü, Biyomedikal Mühendislik Derneği'nden Pritzker Üstün Başarı Ödülü, Ulusal Tıp Birliği'nden Üstün Hizmet Ödülü ve Amerikan Tıp ve Biyolojik Mühendislik Enstitüsü'nden Pierre Galletti Ödülü bulunmaktadır.

ROBERT E. SCHAFRIK, 1999'dan beri sürdürdüğü Cincinnati'deki GE Aviation'da (eski adıyla GE Aircraft Engines) Malzeme ve Proses Mühendisliği Departmanı genel müdürlüğü görevinden yakın zamanda emekli oldu. Görev süresi boyunca, ekibiyle birlikte düşük renyumlu türbin kanadı alaşımı, R65 (yüksek sıcaklıkta döküm ve dövme disk alaşımı) ve titanyum alüminit türbin kanadı alaşımı da dahil olmak üzere birçok yeni malzemenin geliştirme süresini kısalttı ve motorlarda kompozit uygulamalarının kullanımını büyük ölçüde genişletti. 1997 yılında kıdemli kadrolu departman mühendisi olarak işe alınmıştı.

Bundan önce (1991–1997), Annapolis'teki Technology Assessment and Transfer, Inc.'de araştırma ve geliştirme başkan yardımcısı olarak görev yaptıktan sonra (1988–1991), Ulusal Araştırma Konseyi'nin Ulusal Malzeme Danışma Kurulu (NMAB) ve Üretim ve Mühendislik Tasarımı Kurulu'nda (BMAED) görev almıştır.

Dr. Schafrik, 1988'de yarbay rütbesiyle emekli olmadan önce ABD Hava Kuvvetleri'nde 20 yıl aktif görevde bulundu. Pentagon'da Stratejik Savunma Girişimi Örgütü'nde (SDIO) Uzun Vadeli Planlama Bölümü şefi ve öncesinde Andrews Hava Kuvvetleri Üssü'ndeki Hava Kuvvetleri Sistem Komutanlığı Karargahı'nda (AFSC) Hava Üstünlüğü Bölümü şefi olarak görev yaptı.

Kendisi, NRC Ulusal Malzeme ve Üretim Kurulu'nun yanı sıra Ohio Eyalet Üniversitesi Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü Dış Danışma Komitesi'ne başkanlık etmekte ve Hava Kuvvetleri Bilimsel Danışma Kurulu üyesidir.

 

Gaz türbin motorları için malzeme alanındaki 40 yılı aşkın yenilikçilik çalışmaları nedeniyle 2013 yılında NAE'ye (Ulusal Mühendisler Birliği) seçildi.

Dr. Schafrik, lisans eğitimini Case Western Reserve Üniversitesi'nde metalurji alanında, yüksek lisans eğitimini Hava Kuvvetleri Teknoloji Enstitüsü'nde havacılık ve uzay mühendisliği alanında, ikinci yüksek lisans eğitimini George Mason Üniversitesi'nde bilgi sistemleri alanında ve doktora eğitimini Ohio State Üniversitesi'nde metalurji mühendisliği alanında tamamlamıştır.

Ali Velshi, Al Jazeera America'da yayınlanan, her akşam bir saat süren iş dünyası haber programı "Real Money with Ali Velshi"nin sunucusudur. Daha önce CNN'in baş iş dünyası muhabiri, CNN International'ın World Business Today programının sunucusu ve CNN'in haftalık iş dünyası tartışma programı "Your Money"nin sunuculuğunu yapmıştır. Küresel finansal kriz, Fannie Mae, Freddie Mac, AIG ve diğer şirketlerin mali çöküşleri hakkında kapsamlı haberler yapmıştır. Lehman Brothers skandalı; ABD hükümetinin kurtarma planı; ve ABD borç tavanı ve bütçe tartışmaları gibi konuları ele aldı. CNN'in küçük işletmeleri iyileştirme programı "The Turnaround"ı sundu; Amerika'yı dolaşarak, sorunlu küçük işletme sahiplerini yüksek profilli mentorlarla tanıştırdı ve başarı için bir plan geliştirmelerine yardımcı oldu.

 

Son kitabı " How to Speak Money" (Parayla Nasıl Konuşulur ), CNN'den Christine Romans ile birlikte yazılmıştır. Ayrıca "Gimme My Money Back" (Paramı Geri Ver) adlı kitabın da yazarıdır . Kenya'da doğan ve Toronto'da büyüyen Velshi, Kanada'daki Queens Üniversitesi'nden din bilimleri bölümünden mezun olmuştur.

 

 

Kaynaklar

• Olson, S. (2015). The Past Half Century of Engineering—And a Look Forward: Summary of a Forum. National Academy of Engineering. Washington, DC: The National Academies Press.
• Stratejik Düşünce Enstitüsü. (2025). Netanyahu: “Elinizde Tuttuğunuz Telefonlar İsrail'in Bir Parçası”. [Erişim Tarihi: 29 Temmuz 2026].

 

Not: Bazen Büyük Dosyaları tarayıcı açmayabilir...İndirerek okumaya Çalışınız.

Benzer Yazılar