Denizyıldızı ve Yeni Kamera Lensleri

Doğadaki üstün tasarım,
bir kez daha teknolojiye ilham kaynağı oluyor 

Denizyıldızındaki mikrolens sistemi, dijital teknoloji geliştirme çalışmalarında kullanılıyor. Eğer bu küçük canlıdaki lens tasarımı benzer bir şekilde taklit edilebilirse, çok daha kaliteli kameralar üretilebilecek.

Ophiocoma wendti türündeki denizyıldızı, bir disk şeklindeki gövdesine tutturulmuş 5 kola sahip. Bu kollar sayesinde denizin tabanında rahat bir şekilde hareket edebiliyor. Bu organlar canlıya hareket sağlamanın yanı sıra mükemmel bir görme organı olarak da hizmet ediyor. Bu kollar mikrolens dizili bir yüzeye sahipler. Çok sayıdaki lens dört bir yanda olup biten herşeyi görmesini sağlıyor. ABD'de bulunan Bell laboratuvarı araştırmacıları yeni iletişim ve görüntüleme cihazları geliştirmek için şimdi bu canlının vücuduna yayılmış lens sistemini inceliyorlar. Denizyıldızındaki bu tasarım bilim adamlarını fazlasıyla etkilemiş durumda.

Araştırma ekibinin lideri Joanna Aizenberg:

"Yeni fikirler ve teknolojiler geliştirmeye uğraşmak yerine bu deniz canlısından öğrenmeye çalışabiliriz" diyor.

Aizenberg, BBC Televizyonu'nda katıldığı "Go Digital" isimli programda:

"Canlının tüm vücudunu kaplayan bu lensler farklı yönlere bakarak canlının bütün çevresini görmesini sağlıyor. Bizim de optik cihazlarda, özellikle de kameralarda yerleştirmek istediğimiz özellik bu işte" dedi.(1)

"Sadece bir yöne bakan tek bir lens yerine farklı yönlere bakabilen binlerce lense sahip olmak mümkün. Böylece etrafınızı belki de 360 derecelik bir açıdan görebileceksiniz".

Denizyıldızındaki mikrolens sisteminin varlığı aslında oldukça kısa bir süredir bilinmekte. Dr. Aizenberg'in başkanlığını yaptığı uluslararası araştırma grubunun çok yönlü incelemeleri sonucu, 2001 yılında gün ışığına çıkartılmıştı. ABD'deki Bell laboratuvarları, Los Angeles'taki Doğa Tarihi Müzesi ve İsrail'deki Weizmann Bilim Enstitüsü'nden bilim adamlarının katılımıyla gerçekleşen araştırma Nature dergisinin 23 Ağustos 2001 sayısında yayımlanmıştı.(2)

Bu araştırmaya göre, denizyıldızının kollarındaki lensler kalsiyum karbonat, yani kalsitten oluşan bir iskelet üzerinde sıralanıyorlar. Bu sıralanma altıgenlere dayalı özel bir geometriye sahip. Lensler mikroskobik kalsit tepeler şeklinde yükseliyor ve herbiri 6 başka lens tarafından çevrili. Bu optimal mikrotasarım, üzerine düşen ışığı son derece etkili bir şekilde odaklıyor. Mikrolenslerin hemen altında uzanan sinir ağının, iletilen ışık sinyallerini yakaladığı düşünülüyor. Böylece bir arada hareket eden çok sayıdaki lens, denizyıldızının çevresindeki herşeyi görmesini mümkün kılıyor.

Denizyıldızındaki lensler, ışığı odaklamada insanoğlunun üretmiş olduğu lensleri hayli geride bırakıyor. İnsan yapımı lenslerde ışığı bozan -çift kırılım ve sferik bozulma gibi- fiziksel etkileri kusursuz bir şekilde devre dışı bırakıyor. Bell laboratuvarı araştırma görevlilerinden Frederico Capasso:

"Bu küçücük kalsit kristaller mükemmel birer optik lens oluşturuyorlar ve bizim bugün üretebileceğimiz en iyi lensten çok daha üstünler" diyor.(3)

Dr. Aizenberg ise bu canlıların ışığı odaklamada üretilmiş en iyi lensten 20 kat daha üstün olduğunu belirtiyor.

Denizyıldızının İletişim Teknolojisine Sundukları
Araştırmacılar, denizyıldızının ışığı iletme yeteneğinden telekomünikasyonda da yararlanılabileceğini belirtiyorlar.

Günümüzde dünyadaki fiber optik kabloların çoğu, ses ve veri alışverişinde kullanılıyor. Dijital "1" ve "0" ları taşıyan ışığı bir hat boyunca yönlendirmede lensler kullanılıyor. Bunu daha etkili bir şekilde yapmada bilim adamları denizyıldızından yararlanmayı umuyorlar. Böylece optik kablolarla iletilecek bilginin miktarı da katlanmış olacak.

Dr. Aizenberg "Böylece optik iletişimde kullanmak için, ışığı, şu anda kullanmakta olduğumuz lenslerden 10 ila 20 kat daha etkili şekilde odaklayan lensler yapabilmenin yollarını öğreneceğiz" diyor.

Şimdi denizyıldızındaki bu lens sisteminin üretim aşamalarını biraz daha detaylı biçimde ele alalım. Lenslerin sıralandığı iskeleti oluşturan kalsit, hücreler tarafından özel olarak üretilir. Bu malzemenin ne şekilde kullanılacağının bilgisi de hücredeki DNA da bulunur. Bu üstün tasarım bir mimari plan gibidir ve mikroskobik tepeciklerin eğriliğinden, altıgenlere dayalı geometriye kadar tüm hassas dengeler genetik olarak kodlanmıştır.

Böyle bir lens sistemi ilk olarak nasıl ortaya çıkmıştır sorusuna verilecek tek cevap tasarımdır. Hiçbir doğa olayı 21. yüzyıl lens teknolojisini yönlendirecek kadar kompleks sistemler meydana getiremez. Denizyıldızındaki bu üstün tasarım Allah'ın kusursuz yaratmasının eseridir.

"O Allah ki, yaratandır, (en güzel bir biçimde) kusursuzca var edendir, 'şekil ve suret' verendir. En güzel isimler O'nundur. Göklerde ve yerde olanların tümü O'nu tesbih etmektedir. O, Aziz, Hakimdir" (Haşr Suresi, 24)


—————————— 
1 BBCNEWS.com: "Sea creature offers clearer vision", 12 Aralık 2002 
http://news.bbc.co.uk/1/hi/technology/2562093.stm 

2 Nature 412: 6849 (2001) JOANNA AIZENBERG, ALEXEI TKACHENKO, STEVE WEINER, LIA ADDADI & GORDON HENDLER, "Calcitic microlenses as part of the photoreceptor system in brittlestars" 

3 Bell Laboratuvarları Sitesi: "Bell Labs Scientists Find Marine Creatures May Lead to Better Optical Microlenses" 22 Ağustos 2001 
http://www.bell-labs.com/news/2001/august/22/1.html