Yapay zeka depreme karşı!

ALBERTO BUSSINI
ISAAC KURUCUSU ve CEO

YAZI: GÜLDENİZ AYRAL

Aktif fay hatlarının yoğun olduğu bir ülkede yaşamak, depremlere her daim hazırlıklı olmayı gerektiriyor. Bunun en önemli adımlarından biri de binaların depreme dayanıklı olması ya da dayanıklı hale getirilmesi için güçlendirme yapılması. Yeni yapılan binalarda ya da var olan yapılarda bunun için farklı birçok yöntem uygulanıyor. Ancak çoğu, geleneksel diyebileceğimiz yöntemler. Teknoloji, dijitalleşme, makine öğrenimi hayatımıza girdikçe akıllı ve müdahale gerektirmeyen yöntemler öne çıkmaya başlıyor.

Bunlardan biri de İtalya’da kurulan ISAAC Antisismica adlı startup’ın akıllı sistemi. Milano’nun önde gelen üniversitelerinden Politecnico di Milano’da başlattıkları projenin başarılı olmasının ardından 2018’de bir startup olarak yatırım alan ISAAC Antisismica’nın geliştirdiği sistem, binaya kurulan sensörleriyle topladığı verilerin yardımıyla deprem anında binaya kuvvet uygulayarak sönümleme etkisi yaratıyor ve yapının salınımını minimuma indiriyor. Hatta yaptıkları testlerde başarı oranları yüzde 80’i buluyor. İnşaat, makine ve mekatronik mühendislerinden oluşan 16 kişilik bir ekibi bulunan ISAAC’in kurucusu ve CEO’su Alberto Bussini, disiplinlerarası güçlü bir teknik ekibe ve deneyime sahip olduklarını, bunun da kendilerine, sismik güçlendirmenin alışılagelmiş geleneksel süreçlerinde yenilik yapma yeteneğine sahip yeni bir ürünü gerçekleştirme olanağını verdiğini söylüyor. ISAAC’i kurmak için ayrılmadan önce Politecnico di Milano’da makine mühendisliği ve mekatronik alanlarında araştırma projelerinde yer alan Alberto Bussini ile fikrin nasıl çıktığını ve depreme karşı etkili ve akıllı koruma yöntemlerini konuştuk.

ARAŞTIRMADAN DOĞAN PROJE

ISAAC projesi, 2016 yılında Milano Politeknik’te binaların sismik güçlendirmesi için akıllı teknolojilerin uygulanmasını incelemeye başladığımızda başladı. Başarılı sonuçlar almaya başlayınca, araştırmaya devam edebilmek ve ürünü geliştirebilmek için gerekli fonları bulmak üzere 2018 yılında startup’ı kurduk. Hem bir miktar fon sağladık hem de ekibi büyütmeye başladık. Şu anda 16 kişiyiz ve ürünümüzü daha da geliştirmek ve depreme daha hazırlıklı olmak konusunda insanlara yardımcı olmak için çalışmaya son hız devam ediyoruz.

NASIL FARK YARATIYOR?

Akıllı sistemimiz, sadece binanın depreme dayanıklılık durumunu kontrol etmiyor. Binaya yerleştirilmiş makine ve sensörler ile verileri topluyoruz. Bu noktada bir yenilik getiriyoruz. Bu veriler binada lokal olarak bulunan bir bilgisayarda işleniyor. Bilgisayar sensörlerden verileri alıyor ve işliyor. Bu veriler daha sonra binanın çatısına yerleştirilen makinelere komut göndererek, binayı stabilize etmek için kullanılan atalet kuvveti üretilmesini sağlıyor.

Örneğin, yürürken ya da ayakta dururken bir insan olarak nasıl dengede kalabildiğinizi hayal edin. Çünkü, kulaklarınızda dengede olup olmadığınızı anlamanıza yardımcı olan bazı sensörler var. Bacaklarınızı ve kollarınızı kullanarak denge pozisyonunu korumaya çalışırsınız… Yani bu beyin tarafından gönderilen komutlarla yapılan bir stabilizasyondur.

Aynı şey bizim makinelerimiz tarafından da yapılıyor. Sismik bir olay sırasında binanın sabit kalmasını garanti etmek için sensörlerden gelen verileri işleyen ve makineye komut veren bir bilgisayar var. Sismik titreşimler binayı hareket ettirdiğinde, çatısında tam tersi yöne doğru hareket ettirecek bir ağırlık olduğunu düşünün. Bina sallanmaya başlar başlamaz, üretilen kuvvetle titreşimlere karşı koyuyor. Yani sadece durumu kontrol etmiyor, binanın hasar görmesini önlemek için depremin etkisine de karşı önlem alıyoruz.

KURMAK KOLAY VE UCUZ

Bizim sistem geleneksel bir yöntem değil. Piyasada daha geleneksel yöntemleri olan bazı rakiplerimiz var. Daha fazla beton koymak, takviye yerleştirmek gibi yöntemler uygulanabiliyor. Ancak, bunların hayata geçirilmesi için 8-10 ay gibi süreye ihtiyaç var.

Geçtiğimiz günlerde İtalya’da bir binada kurulum yaptık. Her şeyi kurmak için iki araba ile makineleri götürdük ve kurulum sadece 3 gün sürdü. Bu çalışmayı yaparken binada yaşayan insanlar da evlerinde kalmaya devam etti. Yani binada yaşayanlara hiçbir rahatsızlık vermiyoruz ve süre de çok kısa…

Tabii bu büyük ölçüde kurmak istediğiniz makine sayısına da bağlı. Yine de burada günlerden bahsediyoruz, aylar ya da yıllardan değil. Bizim sektöre getirdiğimiz en önemli farkı da bu oluşturuyor.

HER BİNAYA UYGUN MU?

Şu anda betonarme veya çelik binalar üzerinde çalışıyoruz. Yığma tuğladan oluşan yapılar üzerinde henüz bir çalışma yapmadık. Ülkeden ülkeye değişse de betonarme ve çelik yapılar, genelde tüm binaların neredeyse yüzde 30 ila 40’ını oluşturuyor. Örneğin, İtalya’da 60 milyon bina var ve betonarmenin payı yüzde 35’i buluyor. Türkiye’de de benzer bir durum olduğunu tahmin ediyorum.

Gerekli süre, fiyat verimliliği ve rekabetçi olmak için çalışacağımız binanın bazı özelliklere sahip olması gerekiyor. Özellikle çelik binalarda süre kısaldığı gibi, fiyat konusunda da rekabetçiyiz. Sismik güçlendirme, müşterimizin yani bina sahiplerinin veya inşaat şirketinin bütçesi açısından da çok önemli. Açıkçası birçok şey müşterinin bütçesi tarafından yönlendiriliyor.

SİSTEMİN BİNAYA MALİYETİ

Fikir vermesi açısından ortalama bir maliyet söyleyebilirim. Her binaya en az iki makinemizi kurmamız gerekiyor. Kurulu makine başına da ortalama 50 bin Euro’luk bir maliyet oluşuyor. Minimum iki makine kurulacağını düşünürsek bir bina başına en az maliyet 100 bin Euro anlamına geliyor.

Bu söylediğim minimum tutardır… Gerçek tutar, binanın yapısına, büyüklüğüne, hangi ölçülerde olduğuna göre değişebilir. Yapı mühendislerimiz önce yapıya kaç tane makinenin kurulması gerektiğini belirliyor. Kurulum da yapı mühendisleri tarafından yapılıyor. Ayrıca ücretsiz yazılımlar sağlıyor ve diğer birçok konuda yardımcı da oluyoruz.

BİNADAKİLERE BİLGİ AKIŞI

Yerleştirdiğimiz sensörler binanın durumunu sürekli olarak ölçüyorlar. Örneğin, sistem, bir depremden hemen sonra binanın durumunun ne olduğunu ve yapıya girmenin güvenli olup olmadığını da değerlendiriyor.

Örneğin, Türkiye’deki son depremlerde önce ilk şok oldu. Sonra ikinci bir büyük deprem daha meydana geldi. Yani artçı şoklara karşı da dirençli olmak ve deprem sonrası binanın ne durumda olduğunu hemen değerlendirmek için yeterince iyi bir sisteme sahip olmak gerekiyor. Bizim sistemimiz bunu ivmeölçer verilerini analiz ederek yapabiliyor ve binanın dinamik özelliklerinden kaynaklanan değişimleri analiz edebiliyor.

SİSTEM NASIL ÇALIŞIYOR?

ISAAC Sismica’nın Aktif Kütle Sönümleyici adlı sistemi binadan topladığı verilerle deprem anında karşı kuvvet üreterek binanın ayakta kalmasını sağlıyor.

• Atalet kuvveti
  Aktif Kütle Sönümleyici adlı sistem, deprem anında binaya önemli miktarda atalet kuvveti uyguluyor. Böylece büyük bir sönümleme etkisi yaratıyor ve yapının salınımını en aza indiriyor.

• Sensörler
  Sistem, çatıya yerleştirilen en az 2 makine ve uygun noktalara konumlanan ivmeölçer sensörlerden oluşuyor. Kurulum için şantiye gerekmiyor ve bina sakinleri evlerinde yaşamaya devam ediyor.

• Yapay zeka
  “İzleme sistemi” aracılığıyla sensörlerden alınan verilerle binanın ivmesi sürekli olarak kaydediliyor. Alınan ivme verileri, son teknoloji kontrol algoritmaları sayesinde, gerçek zamanlı olarak kuvveti hesaplayan bir ana bilgisayar tarafından işleniyor.

• Daha az salınım
  Sistem, deprem sırasında yapısal ve yapısal olmayan hasarı en aza indirmek için bina üzerinde sağlanması gereken kontrol kuvvetini belirliyor. Ardından da bu kuvveti üreterek binaya uygulanmasını sağlıyor. Böylece binanın salınımı en aza indiriliyor.

Akıllı ve yenilikçi çözümlerin peşinden giden ISAAC’in depremden korumaya yönelik akıllı teknolojileri, bir deprem durumunda hasar ve çökme riskini en aza indirmeye yardımcı olacak ve böylece binaların ve diğer yapıların güvenliğini ve dayanıklılığını artıracak şekilde tasarlanıyor.

TÜRKİYE’DE HENÜZ YOK

“Henüz Türkiye’de sistemimizin kurulduğu bir bina yok. Teknolojimizi geçen yıl İstanbul’da yapı fuarında anlatmıştık. Hem bu teknolojiyi anlamak isteyen firmalardan hem de binalarına entegre etmek isteyen bazı yapı mühendislerinden talepler aldık ama henüz uygulanan
bir proje olmadı.”

YENİ PROJELER

• Deprem koruma alanında birçok uygulama var. Örneğin, hem bütçeyi düşük tutmak hem de daha verimli bir binaya sahip olmak için sismik izolatör ile bizim sistemlerimizi bir arada kullanılmasını öneriyoruz. Sismik izolatör çok güçlü depremlerde mükemmel bir şekilde çalışır. Ama çok sık ve düşük büyüklükte depremler olduğunda, izolatörlerin iki noktası arasındaki sürtünmeden dolayı bloke olurlar. İşte bu nedenle bizim akıllı sistemlerimiz, sismik izolatör ile birlikte uygulandığında binalar çok daha dayanıklı konuma getirilebiliyor. Üstelik hayatı boyunca hiçbir şekilde zarar görmez. Yani depreme dayanıklılık açısından mükemmel bir yapı haline gelir.
• Üzerinde çalıştığımız bir diğer uygulama ise daha çok telekomünikasyon ve yayın kuleleri gibi çelikten yapılmış ince yapılara entegre edilebilecek çok daha ucuz ve çok daha küçük sistemler kullanmak. Bu sayede binaları depremlerin potansiyel sorunlarının yanı sıra güçlü rüzgarlara karşı da koruyabileceğiz.
• Ar-Ge sürecinde olduğumuz bir diğer uygulama ise çok daha düşük fiyatlı ve her binaya uygulanabilir sistemler. Şu anda büyük çaplı üretim yapamadığımız için sistemimiz biraz maliyetli. Ama tüketicinin talebi doğrultusunda çok daha düşük fiyata çekmek gibi bir vizyonumuz var.

NASIL BİR İYİLEŞME SAĞLANIYOR?

• Bu, her zaman kurulacak makine sayısına bağlı. Müşterinin bütçesine göre kaç adet makine kurabileceğimizi belirliyoruz. Ulaşabileceğiniz maksimum bir iyileştirme miktarı var ve bu salınımın azaltılması açısından yüzde 80 gibi oldukça yüksek bir iyileştirme oranını ifade ediyor.
• Sistemin katkısını ortaya koymak için Pavia kentinin önemli araştırma enstitülerinden biri olan Eucentre laboratuvarlarında yaptığımız bir testi anlatmak istiyorum.
• İki adet gerçek ölçekli bina inşa ettik. Bunlardan birine teknolojimizin prototipini kurduk. Ardından İtalya’da 1980’de meydana gelen ve büyük yıkıma yol açan depremin benzeri bir sarsıntı yarattık. Teknolojimizin kurulu olduğu binadaki olası hasarın yüzde 60-70 oranında azalmış olduğunu gördük. Diğer bina ise çökmeye varacak şekilde ağır hasar aldı.