Mühendisliğe İlham Veren İki Dev İsim: El Cezeri ve Leonardo Da Vinci
El Cezeri
El Cezeri günümüzden 800 yıl önce Anadolu’da yaşamış, Müslüman bilim adamı ve mühendistir. Sibernetiğin temellerini atarak, ilk robotu yapıp çalıştırmayı başaran El Cezeri’nin Leonardo Da Vinci’ye de ilham kaynağı olduğu söylenir. El Cezerî (d. 1136, Cizre – ö. 1233, Cizre), tam adıyla Ebû’l İz İbni İsmail İbni Rezzaz El Cezerî, gerçek bir dâhidir. Özellikle hidrolik üzerine yaptığı makineler günümüzde kullanılan, pek çok hidrolik düzeneğin de temelini oluşturur. 1136 yılında Cizre’nin Tor mahallesinde doğan El Cezeri’nin krank milinin mucidi olduğu da söylenir.
El-Cezeri, 1206’da ürettiği müzik otomatı ile bir ilke imza atmıştır. Robotikle ilgili bilinen en eski yazılı kayıt da Cezeri’ye âittir. El Cezeri, otomatik kontrollü makinelerin ilki sayılan Jacquard’ın otomatik dokuma tezgâhından 600 yıl önce değişik haznelerdeki suyun seviyesine göre ne zaman su dökeceğine, ne zaman meyve ve içecek sunacağına karar veren ‘otomatik hizmetçi’yi geliştirdi. Bazı makinelerinde hidro mekanik etkilerle denge kurma ve harekette bulunma sistemine yönelen Cezeri, bazılarında ise şamandıra ve palangalar arasında dişli çarklar kullanarak karşılıklı etkileme sistemini kurmaya çalıştı. Kendiliğinden çalışan otomatik sistemlerden sonra su gücü ve basınç etkisinden yararlanarak kendi kendine denge kuran ve ayarlama yapan sistemler kurması, Cezeri’nin otomasyon konusundaki en önemli katkısıdır.
Dünya bilim tarihi açısından bugünkü sibernetik ve robot biliminde çalışmalar yapan ilk bilim adamı olan Cezeri’nin yaptığı otomatik makineler günümüz mekanik ve sibernetik bilimlerinin temel taşlarını oluşturmaktadır.” Mekanik Hareketlerden Mühendislikte Faydalanmayı İçeren Kitap” anlamına gelen El Câmi-u’l Beyn’el İlmî ve El-Amelî’en Nâfi fî Sınâ’ati’l Hiyel adlı eserinde 50’den fazla cihazın kullanım esaslarını, yararlanma olanaklarını çizimlerle gösterdi. Bu olağanüstü kitapta Cezeri, tatbikata çevrilmeyen her teknik ilmin, doğru ile yanlış arasında kalacağını söyler. Bu kitabın özgün kopyası günümüze kadar ulaşamadıysa da, bilinen 15 kopyasından 10’u Avrupa’nın farklı müzelerinde, 5’i ise Topkapı ve Süleymaniye kütüphanelerinde yer almaktadır. Kısaca Kitab-ül Hiyel adıyla bilinen eser altı bölümden oluşur. Birinci bölümde binkam (su saati) ile finkanların (kandilli su saati) saat-ı müsteviye ve saat-ı zamaniye olarak nasıl yapılacağı hakkında on şekil; ikinci bölümde çeşitli kap kacakların yapılışı hakkında on şekil, üçüncü bölümde hacamat ve abdestle ilgili ibrik ve tasların yapılması hakkında on şekil; dördüncü bölümde havuzlar ve fıskiyeler ile müzik otomatları hakkında on şekil; beşinci bölümde çok derin olmayan bir kuyudan veya akan bir nehirden suyu yükselten aletler hakkında 5 şekil; 6. bölümde birbirine benzemeyen muhtelif şekillerin yapılışı hakkında 5 şekil yer alır.
Teorik çalışmalardan çok pratik ve el yordamıyla ampirik çalışmalar yapan Cezeri’nin kullandığı bir başka yöntem de yapacağı cihazların önceden kâğıttan maketlerini inşa edip geometri kurallarından yararlanmaktı. İlk hesap makinesinden asırlar önce aynı sistemle çalışan benzer bir mekanizmayı, geliştirdiği saatte kullanan Cezeri, sadece otomatik sistemler kurmakla kalmamış, otomatik olarak çalışan sistemler arasında denge kurmayı da başarmıştır.
El Cezeri mekanizmaları zamanının çok ötesindedirler. Enerji kaynağı, yönetim mekanizması ve feedback (geribesleme) sistemlerinin tümünün su, buhar gücü ve havanın itiş gücü ile yapılmış olması mucize gibidir. Üstelik tüm buluşları estetik değerlere sahiptir. Ayrıca buluşları hayal ürünü değildir: Erlangen Üniversitesi Alman Profesörü Widemann kitaplardaki buluşları tarif edildiği şekilde yapmış ve hepsinin çalıştığı görülmüştür. Bu yüzden ona Çağın Harika Bilgini demişlerdir.
El Cezeri’nin Kitab-ül Hiyel’den icatları
- Otomatik Kuşlar
- Filli saat
- Otomatik yüzen kayık ve çalgıcılar
- Birbirine şerbet ikram eden iki şeyh
- Dört çıkışlı iki şamandıralı otomatik sistem
- İki bölümlü testi (termos)
- Otomatik su akıtma, ikramda bulunma ve kurulama makinesi
- Su çarkı kepçe mekanizması
- Motor-kompresör mekanizması
- Su çarkı su dolabı
El Cezeri’nin Diğer Eserleri
- Kitab fi ma-’rifat al-Hiyal al-handasiyya
- Kitab-ül-Câmi Beyn-el-İlmi vel-Amel-in-Nâfî fî Sınâat-il-Hiyel
- “Makine Yapımında Yararlı Bilgiler ve Uygulamalar” | Kültür Bakanlığı
El Cezeri’nin Filli Su Saati
El Cezeri’nin en ünlü eserlerinden biri de Filli Su Saati’dir. 7 metre yüksekliğindeki saat, sıvı mekaniğinden yola çıkarak su ile çalışır. Filin ortasında oturan adamın kalemi yarım saatte 7,5 dereceye gelince yukarıda bulunan bir kuş öter. Balkonda oturan adam sağ tarafındaki şahinin gagasında elini kaldırır, sol elini sol tarafındaki şahinin gagası üstüne koyar. Sağındaki şahinin gagasından, sağdaki yılanın ağzına bir top düşer, yılan topu filin sağ omzundaki vazoya bırakır, filin seyisi balta ile filin başına hamlede bulunur, sopalı sol elini kaldırır ve filin başına vurur. Top filin göğsünden çıkar, karnında asılı bir çan üzerine düşerek ses çıkarır, böylece yarım saatin geçtiği anlaşılır. Bu buluşta çok kültürlülüğe dem vurarak, Hint fili, Mısır Anka Kuşu, İran Halısı ve Çin Ejderleri kullanılmıştır.
Kitapları Avrupa’da fizik derslerinde okutulan El-Cezeri’nin bilinen ünlü eserlerinden biri günümüze kadar ulaşmıştır: Diyarbakır Ulu Cami’deki ünlü güneş saati.
Leonardo Da Vinci
Leonardo da Vinci, Rönesans dönemi İtalya’sında yaşamış olmasına rağmen; fikirleriyle çağının çok daha ötesinde bir ressam, bir mucit, bir müzisyen, bir matematikçi, bir bilim adamı ve bir yazardı. Leonardo da Vinci İtalya’da, Toskana Vadi’sinin Anchiano kasabasında 1453 yılında dünyaya geldi. Babasının bir toprak ağası olduğu biliniyor; fakat annesinin bir köylü mü yoksa babasına ait bir köle mi olduğuna dair kesin bir bilgi yok. Çizimleri, düşünceleri ve icatları bizlere Leonardo da Vinci’nin iyi okullarda okuduğunu düşündürüyor olsa da aslında hiçbir zaman okula gitmedi ve tüm eğitimini evde aldı.Günlüğü onun doğadan, özellikle de sudan ve yırtıcı kuşlardan çok fazla etkilendiğini gösteriyor; öyle ki hatırladığı ilk rüyalarından biri yırtıcı bir kuşun yüzüne konduğu. Hayatının bir döneminde, kafeste satılan hayvanları onları özgür bırakmak için satın aldığına dair söylentiler var. Her ne kadar kendini insanlara ilk olarak harika çaldığı lir ile tanıtmış olsa da daha sonra yaptığı çizimler, resimler, icatlar, onu dünya tarihinin en popüler dâhileri listesine yazdırmıştır. Dünyanın en ünlü ressamları arasında sayılmasına rağmen, Leonardo da Vinci’ye ait olduğu bilinen yalnızca 15 adet resim bulunmaktadır. En ünlü eseri olan Mona Lisa, Mona Lisa’nın dudaklarını tamamlaması ressamın 10 yılını almıştır. Bir eliyle resim çizerken, diğer eliyle tersten yazı yazabilen Da Vinci, yazılarını sağdan sola yazmaktaydı. Bu nedenle yazıları bir ayna vasıtasıyla okunmaktadır. Leonardo Da Vinci, 1480’li yıllarda, zırhlı bir aracın ve ilk bisikletler kullanıma başlamadan 300 yıl önce ilk bisikletin planlarını çizdi. Gökyüzünün neden mavi olduğunu, havanın ışığı yaydığını söyleyerek açıklayan ilk kişi de odur. Daha önce sadece bir karalama defteri gibi değerlendirilen Leonardo da Vinci’ye ait eski küçük bir not defteri, Cambridge Üniversitesi’nden Prof. Ian Hutchings tarafından incelenmiş ve Leonardo’nun sürtünme kuvveti yasalarını, öne sürülmeden 200 yıl önce tanımladığı anlaşılmıştır. 1493 tarihli da Vinci’ye ait mini not defteri (92 mm x 63 mm) bugün halen Victoria ve Albert Müzesi’nde tutuluyor. Prof. Hutchings tarafından incelenen çizimlerdeki ilişkisiz görülen kırmızı çizgiler, triboloji (sürtünme bilimi), aşınma ve yağlanma ile alakalı en erken yazılı kayıtlar olma özelliğini taşıyor. Da Vinci’nin herhangi bir icadının o yaşarken yaşama geçirildiğine dair bir kanıt yok; aynı şekilde o hayatta iken hiçbir yazısı yayımlanmamış. 2003 yılında, bir İngiliz kanalı olan Channel 4 tarafından hazırlanan bir Leonardo da Vinci belgeseli için, da Vinci’nin icatları onun çizimlerine bire bir uyacak şekilde hayata geçirildi. Bazı icatlar başarılı bir şekilde çalışmış olsa da bazıları denendikten sonra kullanışsız bulundu. İşte Leonardo Da Vinci’nin günümüzde geliştirerek kullandığımız bazı tasarımları ve icatlarından örnekler:
Rulman
Pek çok mekanik ve elektrikli motor rulman içerir. Hatta kaykaylar, bisikletler hatta yoyolarda bile bu bilyeli sürtünmeyi düşürücü buluş kullanılır. Aslında bu fikir Roma imparatorluğuna kadar izlenebilir. Vinci not defterlerinde ilk pratik tasarımları yapmıştır. Bugün pek çok makine rulmanlar olmadan çalışmasa da Vinci’nin bu konsepti tekrar başka biri tarafından bulunmadıkça hayata geçirilememiştir.
Paraşüt
Bir cismin düşüşü atmosferin direnciyle yavaşlar. Eğer atmosfer olmasaydı, düşen nesne kolayca hızlanır ve hızla yüzeye çarpardı. Fakat hava nedeniyle terminal (sonlandırıcı) hıza ulaşarak yavaşlar. Her cisimde de bu hız farklıdır. Örneğin paraşütçülerden paraşütlerini açmadan önce 193,1 terminal hıza ulaşırlar. Paraşütün ana fikri ise terminal hızı düşürerek güvenle yere inmenizi sağlamaktır. Da Vinci insanın uçması fikrinden yararlanarak, piramit şeklinde bir paraşüt tasarlamıştır. Not defterlerinde ise bir insanın yüksekten atladığından yere incinmeden inmesini sağlayacak bir alet tasarlamıştı. Bu alet günümüz paraşütlerinin atası sayılıyor ve günümüzde modelin aynısı yapıldı. Deneme atlayışında deneyimli bir paraşütçü, bu kontrolü zor aletle yere inmeyi başardı. Yani bu tasarım işe yarıyor.
Ornithopter
Da Vinci kuşlara hayrandı, onları gün boyu izler inceler ve çizerdi. İşte Ornithopter yani kanat çırparak havalanma fikri Da Vinci’ye buradan geldi. İnsanların da kuşlar gibi uçmasını sağlayan bir alet tasarladı. Da Vinci ‘nin paraşütü insanlara kuş gibi süzülerek yere inme imkanı verirken, ornikopter onlara kuş gibi uçma imkanı tanıyordu. Daha çok yarasaya benzeyen bu çizimler insanın düzeneğini çevirerek kanatları çırpacağı şekilde tasarlanmıştı. Günümüz uçaklarına da benzeyen tasarımın zayıf insan kas gücüyle çalışması pek mümkün görünmüyor. Yine de bu çizimler Da Vinci’nin aerodinamiği ne kadar iyi bildiğini gösteriyor.
Makineli Tüfek
Da Vinci’nin makineli tüfeği, 11 tüfekten oluşan üç kare tahta kullanılarak 33 namlulu ve üçgen bir silah tasarlamıştır. Ortaya bir şaft ekleyerek, ateşlenen 11 silah soğuyana kadar ikinci ve sonrasında üçüncü 11’liyi ateşleyebilecek dönen bir mekanizma tasarlamıştır. Bu icadına karşı Da Vinci savaştan ve ölüm makinelerinden nefret ettiğini her daim not defterlerinde belirtmiştir. Silah tasarımını yapmasının nedeni ise; günümüzdeki gibi zengin patronların ancak savaşa para yatırım yapmasını kullanarak ihtiyacı olan parayı kazanmak istemesidir. Bugüne kadar Da Vinci ‘nin hiçbir silahı üretilmemiştir.
Dalgıç Kıyafeti
15. yy’da Venedik’te yaşayan Da Vinci , istila gemilerini püskürtmek için limanın altından dalgıç kıyafetleriyle adamlar yollayarak düşman teknelerinde delikler açmayı düşünmüştü. İşte o zamanlarda inanılmaz olan bu fikir günümüzde hepimize oldukça normal gelebilir. Fakat Vinci’nin zamanında hava taşıyan hortumlar yardımıyla su altı sabotajı yapabilecek dalgıçlar fikri muhtemelen çılgıncaydı. Konseptte hortumlar hava dolu yüzen bir çana bağlıydı, dalgıçlar cam gözlükler sayesinde suyun altını görebiliyorlardı. Diğer bir konseptte ise dalgıçlar hava dolu şarap keselerinden nefes alabiliyorlardı. Bu dalgıç elbisesi tasarlansaydı Venedik donanmasına gerek kalmadan su altı sabotajıyla gemiler geri püskürtülebilirdi.
Zırhlı Tank
Da Vinci Milan Dükü Ludovico Sforza için çalışırken, son model bir zırhlı tank tasarladı. 8 adamın kas gücüyle ilerleyen tank 36 silahıyla kaplumbağaya benziyordu. Tekerler krank yardımıyla itilen dişli sistemiyle hareket ediyordu. Bu sayede 8 kişinin sürdüğü dışı zırhlı tank yürüme hızıyla savaşta ilerleyebilirdi. Her yönde ateşlenebilen silahlar düşmanları uzak tutabilirdi. Vinci’nin çizimleri ön tekerlerin yanlış yöne gitmesine neden olan hatalar içeriyor. Yani tank yapılsa bile hareket edemezdi. Fakat Da Vinci’nin böyle bir hata yapmayacak kadar zeki olduğu, bu hatayı çizimlerin düşman eline geçtiğinde işe yaramaması için bilinçli olarak yaptığı düşünülüyor.
Kendi Kendine Giden Araba
Da Vinci’nin kendi kendine giden arabası tarihin ilk arabası gibi gözüküyor. Çünkü sürücüsü yok ve tarihin ilk robot makinelerinden. Da Vinci’nin defterlerindeki çizimler tüm iç mekanizmayı belirtmediğinden, günümüzdeki mühendisler iç mekanizmayı tahmin ederek tasarladılar. Sarılan yaylar aracın aynı bir kurmalı oyuncak gibi çalıştığını gösteriyor.
Geleceğin Şehri
1400’lü yıllarda Leonardo Milan’da yaşarken, Avrupa’yı Kara Veba istila etmişti. Şehirler vebadan kırılırken, şehirleri hastalıklara karşı daha korunaklı yapmayı amaçladı. Mikrop teorisinin iyi anlaşılamadığı bir çağda şaşırtıcı derecede modern bir şehir düşünmüştür. Sağlıksız alanları minimuma düşürerek kanallar yardımıyla, hızlı bir kanalizasyon sistemi tasarladı. Su günümüzdeki gibi hidrolik sistemlerde modern tesisat sistemlerine benziyordu. Da Vinci bu fikrini hayata geçirerek kişiyi asla bulamamıştır.
Uçan Vida- Helikopter
Da Vinci’nin uçan vidası belki de en klas tasarımlarında biridir. Günümüz helikopterine benzeyen bu sistem sanki uçan dev bir fırıldak gibidir. Pervanesi ketenden tasarlanan bu alet, yeterince hızlı döndüğü zaman yeterli kaldırma kuvveti üreterek günümüz uçakları ve helikopterleri gibi uçacak şekilde tasarlanmış. Her şeye rağmen bu tasarımın uçacağı da meçhul. Yine de uçsa muhteşem olurdu değil mi?
Robot Şövalye
Eğer Da Vinci’nin kendi kendine giden arabası ilk robotik aracıysa, robot şövalyeye de ilk insansı robotu denilebilir. 15. yy’da insan vücudunun mükemmel tasarımından etkilenen Vinci, anatomiyi kullandı. Kasların nasıl çalışarak kemiklere güç verdiğini gözlemledi. Aynı prensiplerle çalışabilecek bir makine tasarladı. Vinci’nin diğer keşiflerinden farklı olan bu icatını üretmiş olmasıydı. Zengin patronu Lodovico Sforza’nın partilerinde eğlence amaçlı kullandığı düşünülen bu robot şövalyenin gerçekten yürüyüp, hareket ettiği bilinmiyor. Makaralar ve çarklarla çalışan bu sistemin bir benzeri 2002 yılında robotik uzmanı Mark Rosheim tarafından tekrar üretildi. Rosheim bu tasarımların bazılarını ise NASA’nın robotlarında kullandı. İşte 500 yıl sonra Da Vinci ‘nin icatları dünyayı aşarak uzayda yerini almış oldu.
Kaynaklar:
1. https://tr.wikipedia.org/wiki/El-Cezeri
2. https://davinciautomata.wordpress.com/2007/03/05/al-jazari-and-the-first-programmable-humanoid-robot/
3. http://www.fenokulu.net/portal/Sayfa.php?Git=KonuKategorileri&Sayfa=KonuDigerListesi&baslikid=18&DigID=43 http://www.1001inventions.com/media/video/clock
4. http://www.gercekbilim.com/muhendisligin-babasi-el-cezeri/
5. https://www.gelgez.net/el-cezeri-kimdir/
6. http://www.gercekbilim.com/leonardo-da-vincinin-surtunme-kanunlari-not-defteri/
7. http://www.gercekbilim.com/leonardo-da-vinci-bolum-2-icatlar/
