Prof. Dr. Metin Sitti, dünyanın en iyi araştırma kurumlarından biri olan Max Planck Enstitüsü bünyesinde katıldığı Akıllı Sistemler Enstitüsü’nde mikro-robotlar alanında ve bu robotların özellikle sağlık alanındaki kullanımları yönünde öncü çalışmalara imza atıyor. Max Planck Topluluğu’ndaki ilk Türk direktör olan Prof. Sitti ile heyecan verici çalışmaları üzerine konuştuk.
1911’de kurulan ve Einstein’ın kurucularından biri olduğu Kaiser Wilhelm Topluluğu 1948’de Max Planck Topluluğu’na dönüşmüş. Bugüne dek 18 Nobel ödüllü araştırmacı ve bilim insanı yetiştiren Max Planck Topluluğu, günümüzde Almanya’nın en başarılı araştırma kurumu olarak gösteriliyor. Max Planck Topluluğu’nun davetiyle bu kurumda Akıllı Sistemler Enstitüsü’ne direktör olarak katılan Prof. Dr. Metin Sitti aynı zamanda bu topluluğun ilk Türk direktörü.
Lisans ve yüksek lisans derecelerini elektrik ve elektronik mühendisliği alanında Boğaziçi Üniversitesi’nden 1992 ve 1994 yıllarında ve doktora derecesini elektrik mühendisliği branşında Tokyo Üniversitesi’nden 1999 yılında alan Prof. Sitti, TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi’nde CAD/CAM Robotik Bölümü’nde 1994-1996 arası araştırıcı olarak çalıştı. Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nde 1999-2002 arası araştırma bilim adamlığı ve eğitmenlik yaptı. Carnegie Mellon Üniversitesi’nde Makine Mühendisliği Bölümü’nde ve Robotik Enstitüsü’nde profesör olan Sitti, robotik alanda SPIE Nanoengineering Pioneer Ödülü (2011), National Science Foundation CAREER Ödülü (2005), IBM Smarter Planet Ödülü (2012) gibi ödüllere layık görüldü.
Mikro-robotlarla hastalıkların tedavisinde çığır açacak buluşlar
Prof. Dr. Metin Sitti geliştirdiği ‘mikro-robotlar’la kanserin yanı sıra pek çok hastalığın tedavisinde çığır açacak yöntemlere imza atıyor. Prof. Dr. Sitti, doktorlarla mühendislerin bir araya gelip geliştirdiği tıbbi robotlar alanında son yıllarda çok büyük atılımlar yaşandığına işaret ederek, tıbbi robotlar konusunda en büyük başarının laparoskopik cerrahi alanında yapıldığını dile getiriyor.
Yakın dönemde ‘mikro-robotlar’ın sağlık alanında devreye gireceğine işaret eden Sitti küçük boyutta robotların önemini şöyle anlatıyor: ‘’Neden robotları tıbbi uygulamalar açısından çok küçük yapmak istiyoruz? İnsan bedeninde çapı milimetreden küçük damarlar ya da beyin içinde de büyüklükleri çok küçük bölgeler var. Küçük robotlar bu alanlara zarar vermeden girebilme özelliğine sahip. Küçük robotların tıpta bir yararı da ilaçları hedef bölgeye taşımak olarak karşımıza çıkıyor. Mesela, kanser ilaçları vücutta her yere gittiği için kanserli hücrelerin yanı sıra sağlam hücrelere de zarar veriyor. Şu anda çok sayıda üniversite, şirket ve araştırma kuruluşu sadece hastalıklı bölgeye ilacı yüksek dozda verebilecek projeler üzerinde çalışıyor. Biz de bu konuda çalışıyoruz. Küçük robotların hastalarda kullanılabilmesi için masrafının da düşük olması gerekiyor. Yaptığımız çalışmalar bu yöntemin çok büyük masraf getirmeyeceği şeklinde. İleride bu yöntem kanser tedavisinde çığır açacak. Hedefimiz küçük robotların ilacı hastalıklı bölgeye götürüp ilacı orada yalnızca hastalıklı hücrelere etkili bir şekilde yan etkileri neredeyse olmadan iletmesini sağlamak”.
Prof. Dr. Metin Sitti ile kısa bir süre önce Türkiye ziyareti sırasında buluştuk. Boğaziçi Üniversitesi’nde bir seminer veren Prof. Sitti sorularımızı yanıtladı:
Küçük robotlar hayatınıza nasıl girdi, bu alanda çalışmaya nasıl karar verdiniz?
Boğaziçi Üniversitesi’nde yüksek lisans yaparken aynı zamanda TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi’nde robotik grubunda çalışıyordum. O dönem yani 90’ların başında ilk endüstriyel robotları üreten grup bizim grubumuzdu. Bu nedenle robotiğe ilk girişim Türkiye’de olmuştur. Kişisel olarak makinelerin otomatik olarak çalışması benim için çok heyecan vericiydi ve Türkiye’deyken bu konuda deneyler yapabilme imkânım olmuştu.
Daha sonra Japonya’da doktoraya geçtikten sonra küçük minyatür robotlara yönelik merakım başladı. Biliyorsunuz, Japonlar her şeyin minyatürünü seven bir kültüre sahip. Fransa ve Japonya’dan bilim adamlarının kurduğu ortaklıkla, bir araştırma grubu olarak mikro teknoloji ve robotiği buluşturan çalışmalara başladık. Bu dönemde ilk olarak nanoteknoloji ve robotlar üzerine çalışmaya başladım ve Japonya’da nano-robotik konusunda dünyadaki ilk doktora tezini yaptım. Bunu yapmamı sağlayan bu ortak laboratuvarda yeni fikirler geliştirmeye dönük biz araştırmacılara sağlanan destek ve imkânlardı.
ABD’ye gittiğimde ise sineklerden ve arılardan esinlenmiş uçan minyatür robotlar üzerine çalışmalarım devam etti ve Berkeley’de milimetrik boyutta küçültülmüş robotlar üzerine çalışmaya başladım.
Konuşmalarınızda da altını çiziyorsunuz, robotlarda küçüklük neden önemli olmaya başladı?
Robotları küçültmek istememizin pek çok nedeni var; öncelikli olarak bizim ana uygulama alanımız olan tıp ve sağlık hizmetleri insan içine giren cihazların ve robotların mümkün olduğunca küçük olmasını gerektiriyor. Örneğin 1 mm’den küçük çaptaki bir kan damarına bir robotla zarar vermeden ulaşıp oradaki tıkanıklığı açmak istiyorsunuz. Bu durumda robotun çapını 1 mm’den de az küçültmek gerekiyor. İkinci olarak, robotların birçok uygulamada kolay (mesela cebimizin içinde) taşınabilirliği açısından küçültülmeleri gerekli. Zira robotlar ne kadar küçülebilirse bizim onları günlük hayatta kullanabilme imkânlarımız o ölçüde artıyor ve bu aynı zamanda maliyet açısından da avantajlı hale geliyor. Bu bakımdan inebildiğimiz kadar küçük boyutlar bizim için çok önemli. Ayrıca küçük robotları çok sayıda üretebildiğimiz için herhangi bir küçük robot sürüsündeki herhangi bir robotta arıza olması durumunda geriye kalan sağlam robotlar verilen görevi hala başarıyla tamamlayabiliyor.
Benim minyatür robotlara dair kişisel olarak ilgimi en çok çeken boyut ise, bu robotlardan tıptaki uygulamalarda kullanılabilmesi. İnsanlık için devrim yaratabilecek teknoloji imkânları getirecek mikro robotlar.
Yine sunumlarınızda verdiğiniz örneklerden de biliyoruz ki doğadan, hayvanlar ve özellikle böceklerden ilham alıyorsunuz. Doğa, robot geliştirirken sizi nasıl etkiliyor?
Amaç minyatür robotları küçültmek ise bunu nasıl yapacağınıza dair pek çok yöntem var. Bunlardan biri doğadan ilham almak. Küçüklüğümden beri doğadan, böceklerden, hayvanlar dünyasından çok etkileniyorum. Bugün araştırmacılar olarak bizler hala hayvanlar dünyasını yeterince keşfetmiş ve anlamış değiliz. Evrim sayesinde doğada çok güzel bir ekolojik denge ve sistem kurulmuş durumda. Bu dengenin ötesinde, doğa inanılmaz komplike ve değişken. Bu komplike ve değişken sistemde hayvanların enerjiyi minimize ederek değişen durumlara kendisini adapte edebilmesi hayatta kalabilmeleri için çok önemli. Doğanın evrimle bulduğu çeşitli en iyi biyolojik çözümlerden bir şeyler öğrenip robotlara adapte etmeye çalışıyoruz. Bu nedenle araştırmalarımda genellikle doğadan esinleniyorum; çözümü henüz bilmediğimiz karmaşık problemlerde doğa, öğrenme ve esinlenme kaynağımız haline geliyor.
Bildiğiniz gibi Aristo’dan beri her şey doğayı gözlemle başladı. Bugün insan yapımı uçağa baktığınızda albatros kuşlarındaki kanat mekanizmasını görüyorsunuz. Helikopterin tasarım hikâyesi, meşe ağacının tohumlarının havadaki dönme hareketine kadar gidiyor. Bilimsel buluşların çoğunda çoğu zaman doğadan esinlenme vardır ancak hiçbir zaman doğayı kopyalayamayız, öyle bir teknolojimiz kapasitemiz henüz yok. Kopyalamak yerine adapte edebiliyoruz. Yani yaptığımız araştırmalarda prensipleri doğadan alıyor ve elimizde olan teknolojilerle üretiyoruz. Örneğin duvara tırmanan yeni bir robot yaptığımızda duvara tırmanan kertenkelelere bakıyoruz ve onların duvara yapışma prensiplerini robotumuzda kullanıyoruz; ama robotumuzun görüntü olarak kertenkeleye benzemesi şart değil.
Robotlar konumuz olunca işin bir de sosyolojik boyutu var. Yakın bir gelecekte insanların yaptığı hemen her şeyi robotlar yapmaya başladığında bu insanlık için yolun sonu demek mi sizce?
Bu kaygılar çok önemli kaygılar ve gelecekte karşımıza çıkacak olan çok büyük sorular. Robotların belli alanlarda insanların yerini almasında yarar var, örneğin nükleer santrallerde, gökdelenlerin temizliğinde, yani insan için riskli alanlarda. Benim bakış açım robotların insanların yerini alması yönünde değil; insanların yardımcıları olarak hayatını kolaylaştırıcı olmaları ve hayat kalitemizi artırmaları yönünde.
Robotlar yapay zekâ sayesinde insanların yaptıkları işleri rahatlıkla öğrenebilecek. Örneğin bir doktor gibi cerrahi müdahale yapabilecek aşamaya gelebilecek ama burada soru şu, robot doktorun yerini mi alacak yoksa ameliyat sırasında doktorun yayında olup ona yardımcı mı olacak? Benim kişisel amacım robotların bize yardımcı olarak kullanılması yönünde.
Siz yaklaşık iki sene önce ABD’den Avrupa’ya taşındınız ve Max Planck Enstitüsü’nde direktörlük görevine başladınız, bu süreç nasıl oldu?
Max Planck Enstitüsü’nün temellerinde Einstein’ın kurduğu bir Kaiser Wilhelm Topluluğu var, bu topluluğun amacı temel bilim araştırmaları yapmak ve belirli bilim konularında ensititüler oluşturmak. Topluluğun şu anda Almanya’da yaklaşık 80 enstitüsü var ve bilimin her alanında, fizikten tıbba ve sosyal bilimlere, dünyadan en iyi araştırmacıları direktör olarak bu enstitülere alıp çok iyi şartlarda destekliyorlar. Bütçesi devlet tarafından garantili olan, araştırmacılara çok zengin olanaklar sunan ve tamamen meraka dayalı araştırmaya öncelik veren bilimsel bir kurum.
Bana teklif Max Planck Topluluğu tarafından yapıldı ve toplulukta ilk Türk direktör olarak çalışmaya başladım. Burada eşsiz bir pozisyon sahibi oldum ve kendime büyük bir araştırma laboratuvarı kurdum. Daha önce üniversitede olan cihazları ve daha fazlasını kendi grubuma alabildim. Tamamen merak ettiğimiz konular üzerine istediğimiz kadar proje süresiyle ve çok çeşitli imkânlarla donatılmış durumdayız.
Aslında Almanya’da Türkiye algısı genellikle işçi göçü üzerinden oluşmuştur ancak şimdi ilk defa Türkiye’den bilim insanları sayesinde beyin göçü de konuşulmaya başlandı. Benim araştırma grubumda şu anda 30’a yakın ve her biri kendi alanlarında çok başarılı araştırmacı var ve aralarında çok başarılı Türkler de bulunuyor.
Bu benim için önemli bir fırsat, hatta Türkiye ile yakınlaşmak açısından çok avantajlı oldu. Ayrıca altyapı olarak ABD’de olmayan pek çok olanağı Almanya’da buldum ve fiziksel anlamda Türkiye’ye daha yakın olduğum için Türkiye ile çeşitli ortak projeler yürütmeye devam edeceğim.
Şu an üzerinde çalıştığınız projeler, araştırmalar hakkında bilgi alabilir miyiz?
Tıbbi robotlar kapsamında kapsül boyutunda robotlar geliştiriyoruz, bu sayede örneğin kablolu endoskopi yerine kablosuz biçimde hiçbir riski olmadan insan vücudu içinde hareket edebilen, tıbbi görüntüleme yapabilen cihazlar geliştiriyoruz. 5-10 yıl içinde hasta uygulamalarına geçilmesi hedefleniyor.
Biyo-hibrid (cyborg) sistemler alanında ki bu çok yeni bir alan, insan içinden alınmış hücreleri robot yapımında kullanmaya çalışıyoruz. Örneğin sizden kas hücresi alarak robotlar üzerinde kullanıyor ve ilaç tedavisinde kullanılabilecek robotlar geliştiriyoruz.
Hedefli ilaç verme alanında çeşitli araştırmalarımız var. Hedefli ilacı robota yerleştiriyoruz, kanser hücresine odaklıyoruz ve ilacı çok yüksek dozda doğru kanserli hücrelere ve dokulara vererek o hücrelerin daha hızlı ve etkin bir şekilde yok edilmesini sağlıyoruz. Bu çalışmalar temel araştırma aşamasında, şu anda hayvan deneyleri yapılıyor. İnsan üzerinde uygulama aşaması için önümüzde 10-15 yıllık bir süreç var.
Size Türkiye’den çalışma teklifi gelse, bir araştırmacı olarak temel beklentiniz ne olurdu?
Tamamen bilimsel olarak düşünürseniz, birinci koşul bilimsel altyapı. İkincisi kalifiye insanları, araştırmacıları burada nasıl tutacağınız sorusu var. Üç, akademik özgürlük, yani üniversiteler finansal olarak ve politik olarak ne kadar bağımsızlar. Bu da çok önemli. Bu özelliklerin bir kısmını Türkiye’de belli kurumlarda görüyorsunuz örneğin Boğaziçi’nde bu altyapılar var. Ancak başarı sırf kendi insanını burada tutmakla olmuyor, dışarından başarılı insan çekmekle de oluyor.
Bir araştırmacı olarak Türkiye’de çalışmalarıma devam etmeyi elbette çok isterim. Ancak benim şu andaki kişisel çözümüm Türkiye’ye yakın olup dünyanın en iyi bilim kurumlarından birinin başında olarak buradaki çalışmalara dışarıdan destek olmak.
http://www.boun.edu.tr/ 10.05.2017
