Kemiklerden İlhamla Yeni Yapı Tasarımları

Kemiklerin şekil ve tasarımları yapı mühendisliğine ilham kaynağı teşkil etmeye başladı. Kemiğinkine geometrik benzerlik gösteren bir yapı belki de klasik yapılanlardan çok daha kolay tasarlanabilecektir. İngiltere'den iki mimar omurga kemiğinden ilhamla yeni bir köprü tasarımını gerçekleştirdiler.
Canlılar mükemmel kemik ve iskelet yapıları ile maruz kaldıkları yükleri rahatlıkla taşıyabilirler. Bath Üniversitesi'nden Chris Williams; "herhangi bir insan eli ile yapılan bir yapı ile karşılaştırıldığında, iskeletin çok daha iyi çalıştığına şüphe yoktur" demektedir.
Kemikler karmaşık geometrik yapılara sahiptirler ve bu karmaşık şekil, insanların tasarladığı yapılarda kullanılmalarını zorlaştırmaktadır. Bath Üniversitesi'nden Williams ve Nsugbe bir matematik model geliştirerek istenilen şekilde kemiğimsi yapıların nasıl oluşturulabileceğini gösterdiler. Williams, basit tek bir denklemle kendi karmaşık köprüsünü ifade edebildi. Böyle bir köprüyü tek bir denklemden üretmenin birçok avantajı vardır. Klasik köprüler mekanik özellikleri farklı çok sayıda elemandan oluşurlar. Herbir elemanın taşıyacağı yük de farklıdır. Bu durumda da bu elemanların monte edilmesi sonrasında nasıl davranacağını kestirmek zor olabilir. Londra Milenyum Köprüsü, insanlar üzerinde yürürken salınım hareketlerine başlamış ve tasarımcıları zor durumda bırakmıştır. Tek bir denklem ile ifade edilebilen bir köprünün davranışlarını hesaplamak çok daha kolay olacaktır.
Bu yeni yaklaşımın başka avantajları da vardır. Reading Üniversitesi'nden Vincent, "Eğer bütün yapı için tek bir matematik ifade varsa, bu ifade son derece düzgündür." demektedir. Geometrik şekiller ani değişim göstermeden yavaş yavaş değişiyorsa (mesela kesitte ani değişim olmaması) bu tip yapılar düzgün değişen yapılardır. Ani değişimlerin olduğu yapılarda ise, gerilme yoğunlaşmaları olur ve malzemenin kırılması için zayıf bölge oluştururlar. Kemiğin düzgün değişen bu yapısı dayanıklılığı artırır, kuvvetlerin daha homojen dağılmasını sağlar. Kemikten ilham alınarak tasarlanacak geometrik şekiller de aynı özelliklere sahip olacaklardır.
Ayrıca klasik yapılardan farklı olarak Williams'ın kemiğimsi yapılarının bir güzelliği daha vardır. "Yapının en küçük bir parçası dahi bütün yapıyı oluşturmak için gerekli bilgiye sahiptir. Bu durum ile ilgili matematik bir saflık mevcuttur" demektedir, Vincent. Kemiklerin böyle bir özelliği taşıması onların ne derece mükemmel bir şekilde tasarlandığının açık göstergesidir.
Kemik yapılarının inşaat sektörüne taşınabilmesi için daha ileri çalışmalara ihtiyaç vardır. Bu yapılar çok karmaşık olduğu için bütün şekil özelliklerinin detaylı olarak ne işe yaradığını anlamak gerekir. Bu yapılanmadan körü körüne taklit fayda getirmeyebilir.
Bilimin gelişmesi ile birlikte canlı vücutlarındaki mükemmel tasarımlar daha iyi anlaşılabilmekte, Allah'ın kudreti şüphe götürmez bir gerçek olarak karşımıza çıkmaktadır.


Kaynak:
- Ian Sample, 'A brige with backbone', New Scientist, 16 September 2000, No: 2256.