Nüfus artışıyla birlikte yoğunlaşan tarımsal ve endüstriyel faaliyetlerin sonucunda ortaya çıkan atıklar içme sularında ağır metallerin veya organik kirleticilerin artmasına neden olmaktadır. Her geçen gün temiz suya olan ihtiyacın artışı ve küresel ısınmanın su kıtlığını tetiklemesi sulardaki kirlenmenin giderimini son derece önemli hale getirmektedir. Bu bağlamda, tekstilden ilaç sanayine kadar geniş bir uygulama alanına sahip olan organik kirleticilerden olan sentetik boyaların atık sulardan temizlenmesi hayati önem arz etmektedir. Bu çalışma kapsamında sulardaki sentetik boya kirliliği problemine odaklanılmıştır. Bu amaca yönelik olarak, yeni bir katalizör olarak sunulan Ag@HfO2 çekirdek-kabuk nanoyapılarının yaygın endüstriyel sentetik kirleticiler arasında yer alan katyonik boyalardan Rodamin B (RhB), metilen mavisi (MB) ve direkt kırmızı-23 (DR-23) kirleticilerinin fotokatalitik bozunmasındaki performansları incelenmiştir. Sentezlenen yapıların X-ışınları kırınım difraktometresi (XRD), geçirmeli elektron mikroskopu (TEM) X-ışınları fotoelektron spektroskopisi, UV-Vis ve fotolüminesans spektroskopileri ile karakterizasyonu Ag@HfO2 çekirdek-kabuk nanoyapılarının başarılı bir şekilde sentezlendiğini ortaya konmuştur. Daha sonra sentezlenen Ag@HfO2 çekirdek-kabuk nanoyapılarının fotodegredasyon için uygunluğu test edilmiştir. Fotokatalitik ölçümler, ilgili boyaların hem UV bölgede hem de görünür bölgede yüksek verim ile giderebildiğini göstermiştir. Elde edilen sonuçlara dayalı olarak Ag@HfO2 çekirdek-kabuk nanoyapılarının çevre sağlığı bakımından oldukça önemli görülen bir problemin çözümüne katkı sağlayacağı söylenebilir.

Transfer reaksiyonları nükleer yapının incelenmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Tek nötron transferini içeren soyma (stripping) ve koparma (pick-up) reaksiyonlarının incelenmesinden elde edilen sonuçlar tek parçacık durumlarını tanımlayarak nükleer kabuk modelinin doğrulanmasına yardımcı olmaktadır. Bir protonun aktarıldığı reaksiyonlar ise proton tek parçacık durumları hakkında benzer bilgiler sağlar. Transfer reaksiyonları aynı zamanda deneysel nükleer astrofizik alanında da çok önemlidir. Örneğin laboratuvarda üretilmesi zor veya imkânsız olan yıldız reaksiyonlarında oluşturulan çekirdekleri aynı ilgilenilen çekirdeği üretmek ve incelemek için transfer reaksiyonları alternatif bir yol sağlar. Buna ek olarak rezonans reaksiyonlarında yer alan nükleer durumların kısmi bozunum genişliklerini belirlemek ve doğrudan yakalama reaksiyonunun tesir kesitini değerlendirmek için yaygın olarak kullanılmaktadır. Projede, transfer reaksiyonlarının eş zamanlı olarak yoğunluk dağılımı, sıcaklık, nükleer potansiyel ve nükleon-nükleon etkileşimlerine bağlı olarak değişimleri incelenmiştir. Bu kapsamda proje dört aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada her bir transfer reaksiyonu için giriş kanalına göre sıcaklığa bağlı olmayan farklı yoğunluk dağılımları incelenerek uygun yoğunluk dağılımları önerilmiştir. İkinci aşamada sıcaklığa bağlı yoğunluk dağılımı kullanılarak tüm transfer reaksiyonların sıcaklıkla değişimleri incelenmiştir. Üçüncü aşamada çeşitli nükleer potansiyeller için transfer reaksiyonları analiz edilerek alternatif nükleer potansiyeller önerilmiştir. Son olarak farklı nükleon-nükleon etkileşimleri kullanılarak transfer reaksiyonları incelenmiş ve en çok kullanılan nükleon-nükleon etkileşimlerinden olan M3Y için alternatif nükleon-nükleon etkileşimleri önerilmiştir.

Son yıllarda artan bilimsel ve teknolojik çalışmalar neticesinde, malzeme bilimindeki çalışmalar hız kazanmış ve özellikle nanoteknolojiye olan ilgi artmıştır. Nanomalzemeler de nanoteknolojinin temel taşlarını oluşturmakta ve bu boyutta eşsiz optik, manyetik ve elektriksel özellikler taşımaktadırlar. Nanoteknolojiyi bu kadar ilginç kılan unsur, malzemelerin bu boyutta makro dünyadan farklı davranmalarıdır. Makro boyuttan nano boyuta geçerken geniş yüzey alanı/hacim oranı, iletkenlik, optik ve manyetik özellikleri kayda değer biçimde değişmekte ve geniş bir perspektifte araştırma olanağı sunmaktadır. İki boyutlu (2D) malzeme olan grafenin keşfi nanodetektörlerin geliştirilmesinde öncülük etmiş ve oldukça popüler olmuştur. Grafenin bu popülaritesi beraberinde başka grafen benzeri 2D malzemelerin keşfine yol açmıştır ve farklı özelliklere sahip yeni 2D malzeme arayışının içerisine girilmiştir. Bu alanda son zamanlarda yapılan en önemli keşiflerden birisi tek katmanlı fosforen yapısıdır. Çalışmalar bununla birlikte fosforenin diğer V-A grubu elementleri ile yaptığı bileşiklerin keşfi ile devam etmiştir. Burada ilgi çekici örneklerinden birisi mavi arsenik-fosforen (ß-AsP) yapısıdır. ß-AsP, ayarlanabilir geniş band aralığı, yüksek iletkenlik, yüksek taşıyıcı mobilitesi gibi özellikleri dolayısıyla yeni ve hassas teknolojilerdeki olası kullanılabilirliği bakımından dikkat çekmektedir. Ayrıca, zikzaklı büzüşük yapısı sayesinde yüzey alanı oldukça fazladır ve dolayısıyla da üzerine farklı konfigürasyonlarda yaklaşan molekülleri tutabilme kabiliyeti de yüksektir. Bu da ß-AsP?nin bir alttaş olarak kullanılması durumunda ihtiyaca yönelik çok daha fonksiyonel 2D yapıların ortaya çıkabileceği anlamına gelmektedir. Bu projede, ß-AsP tek katmanlı yüzey ile Glisin ve Serin biyolojik moleküllerinin atomik boyutta etkileşmeleri ilk prensiplere dayalı hesaplamalarla incelenmiştir. En temel aminoasitlerden olan Glisin ve Serin molekülleri pek çok rahatsızlığın tedavi sürecinde önemli rol oynamaktadırlar. Bu nedenle bu moleküllerin dedekte edilebilmeleri ile yapısal deformasyona uğramadan taşınabilmeleri oldukça önemlidir. Bu noktada, ß-AsP?nin bu tip biyolojik moleküller için iyi bir alttaş olup olamayacağının araştırılması önem kazanmıştır. Projedeki hesaplar kuantum mekaniğine dayalı Yoğunluk Fonksiyonel Teorisi (DFT) kullanılarak yapılmıştır. Yazılım olarak dünya çapında yaygın olarak kullanılan Quantum Espresso ve VASP programları kullanılmıştır. Glisin ve Serin moleküllerinin ß-AsP üzerindeki tüm olası adsorpsiyon geometrileri belirlenerek bu konfigürasyonların yapısal ve elektronik özellikleri incelenmiştir.

Bu proje kapsamında, 6 Şubat 2023?te Pazarcık ve Elbistan merkezli 7,7 ve 7,6 büyüklüğündeki depremlerin ve sonrasında oluşan artçı depremlerin Hatay bölgesindeki yeraltısularında (termal ve kaynak suları) olası radon anomalileri üzerine etkileri araştırılmıştır. Radon konsantrasyonu ölçümleri AlphaGUARD PQ 2000PRO radon detektörü ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen verilere göre 2 lokasyonda önemli radon anomalilerinin olduğu gözlenmiştir. Bu anomalilere 6 Şubat tarihli depremlerin etkisi olabileceği gibi sonrasında gerçekleşen çok sayıdaki artçı depremlerin de etkisi olabilir. Bu anomalilerden ilki Hamamat kaplıcasını besleyen kaynakta gözlenmiştir. Bu kaynakta, 7 Mayıs 2023 tarihinde Topboğazı-Kırıkhan?da meydana gelen 4,9 ML büyüklüğündeki artçı deprem öncesinde radon seviyesinde 4 kat artış gözlenirken sonrasında ise bir azalış gözlenmiştir. Diğer anomali ise Tahtaköprü lokasyonundan alınan kaynakta gözlenmiş olup bu kaynaktaki radon seviyesinde de 28 Nisan tarihinde Hatay-Samandağ?da meydana gelen 4,2 ML büyüklüğündeki deprem öncesi gerçekleştirilen ölçümde yaklaşık 5 kat artış gözlenirken sonrasında da yaklaşık 4 kat gibi bir azalış gözlenmiştir. Bu iki kaynakta gözlenen radon anomalileri ile bu kaynaklar civarında meydana gelen 4,9 ve 4,2 ML büyüklüğündeki depremler arasında bir ilişki olabilir. Dolayısıyla kısıtlı verilere ragmen bu iki anomali 28 Nisan tarihinde Hatay-Samandağ?da meydana gelen 4,2 ML ve 7 Mayıs tarihinde Topboğazı-Kırıkhan?da meydana gelen 4,9 ML büyüklüğündeki artçı depremlerin bir ön işaretçisi olarak yorumlanabilir. Ayrıca bu iki kaynakta uzun süreli radon ölçümlerinin gerçekleştirilmesi olası depremler öncesi bir öncü işaretin gözlenmesi bakımından önemli olabilir.

Bu proje, ölçüm hassasiyetini artırmayı ve uygulanabilir sıcaklık aralığını genişletmeyi amaçlayan düşük sıcaklık termometri şemalarını sunmayı hedeflemektedir. Özellikle, kuantum termometrelerini sistemli bir şekilde incelemeyi, sıcaklık ölçümlerindeki temel sınırlarını belirlemeyi ve kuantum koherans (quantum coherence) ve kuantum dolanıklık (entanglement) gibi özelliklerle donatarak geliştirmeyi amaçlıyoruz. Ayrıca, termal koherant bir durumu (thermal coherent state) hazırlamak için teorik bir model öneriyoruz ve bunun kuantum termometrisinde etkinliğini değerlendiriyoruz. Son olarak, bir optomekanik kuantum sisteminden yararlanarak kuantum termometrisi için daha uygulanabilir ve pratik bir teknik üzerinde araştırma yapıyoruz. Son yıllarda, düşük sıcaklık kuantum termometrisini iyileştirmek için birçok öneri ortaya çıktı. Tipik bir sıcaklık ölçümünde beklenti, probun ölçülmek istenen örnek ile termal dengeye geçmesidir. Belirli bir enerji spektrumuna sahip problar, termal denge durumundaki tek bir sıcaklık için uygundur. Bir dizi sıcaklık için optimal algılama elde etmek, probun daha yüksek uyarılmış durumlarında yüksek derecede dejenere veya harici periyodik uyarılma içeren komplike kontrol yöntemleri gerektirir. Mevcut öneriler yeni nesil kuantum koherans, süperpozisyon, dolanıklık gibi kuantum durumlarının avantajlarından istifade eden, kuantum termometreler için ideal değildir. Yeni nesil kuantum avantajları kullanabilen ve geniş bir düşük sıcaklık aralığını ölçeebilen bir kuantum termal probu tanımlamak arzu edilmektedir. Ayrıca, kuantum termometrisi için mevcut fiziksel düzenekleri, örneğin kubit-rezonatör ve saf optomekanik sistemler gibi, deneysel gerçekleme potansiyellerini göstermek kritiktir. Bu sistemler, düşük sıcaklıkta hassas ölçümler yapma yeteneğiini korurken sıcaklık tahmininin pratik uygulanabilir aralığıını genişletir. Bu zorlukları ele almak için projemiz, koherans (coherence), termal koherant durumlar (thermal coherent state) ve enerji seviyelerindeki parametre bağımlı dejenerasyonlarının sıcaklık tahminine olan etkisini daha derinlemesine anlamak için basit modeller sunmaktadır

Yakın gelecekte kullanılmaya başlanacak olan 5G haberleşme sistemleri çok daha yüksek veri hızı, kapsama alanı ve enerji verimliliği sağlayan bunun yanı sıra çok yüksek gezginliğe sahip olabilen yüksek hızlı tren, uçak gibi ulaşım araçlarının haberleşme gereksinimlerini de destekleyen sistemler olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu nedenle tam çift yönlü haberleşme, aynı frekans bandını aynı anda kullanarak, eşzamanlı veri iletimi ve alımı yaparak, spektrum verimliliğini önemli ölçüde arttırabilmeleri bakımından 5G ve sonrası haberleşme teknolojilerinde yaygın olarak kullanılacak olan umut verici bir teknolojidir. Diğer taraftan, bu projenin sistem senaryosu olan çok yollu kanallar üzerinden haberleşen geniş bantlı (broad band) iletişim sistemlerinde, zaman düzleminde veri sembolleri arası girişim (Inter Symbol Interference, ISI) ve frekans düzleminde frekans seçiciliği (frequency selective) gibi kanalın olumsuz etkilerinin üstesinden gelebilmek için çok taşıyıcılı (OFDM vb) dalga şekillerini kullanmak gerekmektedir. Literatürde zamanla değişmeyen çokyollu radyo kanallara sahip noktadan-noktaya (rölesiz) tam çift yönlü OFDM haberleşme sistemi için kanal kestirimi öneren ve 5G için pek de verimli olmayan birkaç çalışma dışında özellikle de gezgin ve/veya kuvvetlendir-ve-aktar röleli Tam Çift Yönlü 5G Çoktaşıyıcılı Haberleşme Sistemleri için Kanal Kestirim problemi üzerine yoğunlaşan herhangi bir çalışma rapor edilmemiştir. Buna ek olarak, gezgin (zamanla değişen çokyollu radyo kanallara sahip) ve/veya analog kuvvetlendir-ve-aktar röleli tam çift yönlü 5G OFDM haberleşme sistemleri için kanal kestirim metodlarını konu alan herhangi bir çalışma mevcut değildir ve bu sistem senaryolarını konu alan bu proje özgün değere sahiptir. Proje, gezgin (zamanla değişen çokyollu radyo kanallara sahip) ve/veya analog kuvvetlendir-ve-aktar röleli olmak üzere 4 farklı sistem senaryolu tam çift yönlü 5G OFDM haberleşme sistemleri için önereceği çokyollu ve Residual Self Interference (RSI) kanalların efektif kestirim metodlarıyla (hesaplama yükü düşük, pilot kullanım oranı düşük, ortalama karesel hatası (MSE) başarımı yüksek) bu alana önemli bilimsel katkı sağlayacaktır. Projede, düğümlerin (alıcı, verici ve röle) tam çift yönlü haberleşme yaptıkları ve OFDM dalga şeklini kullandıklarını düşünülmektedir. Projede, en basit sistem senaryosu olarak kabul edebileceğimiz, yani alıcı-verici düğümlerinin sabit olduğu (düğümler arası radyo kanalların zamanla değişmediği) ve noktadan-noktaya (rölesiz) olan bir tam çift yönlü OFDM haberleşme sisteminden başlayarak sırasıyla sistemde düğümlerin gezgin (düğümler arası çokyollu radyo kanalların zamanla değiştiği) ve/veya düğümler arasında bir analog kuvvetlendir-ve-aktar röle olduğu daha zorlu sistem senaryoları ele alarak her bir senaryo için çokyollu ve RSI kanalların efektif kestirim metodları önerilecektir. Projede, konusunda deneyimli iki öğretim üyesi (yürütücü: Doç. Dr. Habib Şenol, araştırmacı: Doç. Dr. Atilla Özmen) ve bu konularda yetiştirilmek üzere iki yüksek lisans bursiyeri görev alacaktır. Geliştirilecek algoritmaların ve bunların uygulama sonuçlarının ulusal ve uluslararası bilimsel kamuoyunun görüşüne sunulması amacıyla, IEEE Transactions on Wireless Communications ve IEEE Transactions on Signal Processing gibi saygın dergilerde yayınlanmak üzere en az iki makale ve üç uluslararası bildiri hazırlanması beklenmektedir. Proje sonuçları, yüksek gezginliğe sahip hızlı tren, uçak gibi ulaşım araçlar tarafından kullanılacak olan 5G tam çift yönlü haberleşme sistemlerinin etkin kanal kestirim algoritma gereksinimini karşılar durumda olacaktır. Ayrıca, proje sonucunda elde edilen etkin kanal kestirim algoritmaları için patent başvurusu yapılması planlanmaktadır. Proje ekibinin edineceği bilgi ve deneyim, 5G ve sonrası haberleşme sistemleri için makine öğrenmesi kullanarak kanal kestirim alogitmaları gibi konularda başka TUBITAK projelerine yol açacaktır.

Gelecek Nesil İletişim Sistemleri için Zaman-Frekans Yayılımlı Seyrek Kodlu Çoklu Erişim adlı proje, 1001 Araştırma Programı kapsamında 2021-2023 yılları arasında TÜBİTAK tarafından desteklenmiştir. Bu projenin amacı, 4G için önerilen dikgen frekans ve kod bölmeli çoğullama yönteminin hem zaman hem de frekans yayılımlarının getirdiği kazançlar dikkate alınarak, SCMA tabanlı yeni çoklu erişim yöntemleri geliştirmektir. Buna göre SCMA yönteminin kodlama kazancına ek olarak zaman ve frekans yayılımlarının katılması ile hem aşağı bağlantı hem de yukarı bağlantıda daha iyi çoklu erişim performansları elde edilmesi hedeflenmiştir. Bu yeni yöntem Zaman-Frekans Yayılımlı SCMA (SCMA with Time-Frequency Spreading ? SCMA-TFS) olarak adlandırılmıştır. Bu doğrultuda yapılan çalışmalar şu şekilde özetlenebilir. Zaman yayılımı ve tekrarlamalı gönderimlerin SCMA modeline dahil edilmesiyle veri hızı ve çoklu erişim performansı analiz edilmiş, önerilen sistemin veri hızını düşürmeden BER performansını artırdığı gösterilmiştir. Bu başarım gösterilirken önerilen sistemin hesaplama karmaşıklığının sınırlı olarak arttığı ve dolayısıyla pratikliği gösterilmiştir. Önerilen SCMA-TFS sisteminin başarımını maksimize etmek için gerekli optimal kod kitabı tasarımına dönük olarak genetik algoritma tabanlı kod kitabı tasarımları yapılmış, önerilen kod kitaplarının literatürdeki kod kitaplarına belirli kanallardaki üstünlüğü gösterilmiştir. Son olarak PN dizisi seçiminin SCMA-TFS sisteminin BER performansını artırarak ISI probleminin çözümüne önemli katkı sağladığı gösterilmiştir.

Uzay tabanlı gözlemlerin artmasıyla birlikte zonklayan yıldızlar üzerine yer tabanlı gözlemlerden elde edilmiş olan birçok bilginin güncellenmesi gerekliliği ortaya çıkmıştır. Daha önceden varlıkları tam olarak kanıtlanmaya hatta değişen yıldız grupları içerisinde sayılmayan yıldız gruplarının da birçok yeni adayı uzay gözlemeleriyle keşfedilmiştir ve bu yıldızların varlıkları tekrar ortaya koymuştur. Maia değişen yıldızları da bu yıldız gruplarından biridir. Maia yıldızlarının varlığı ile ilgili birçok hipotez ortaya atılmıştır ve gerçekten böyle bir yıldız grubu olup olmadığı tartışılagelmektedir. Projemiz kapsamında HERMES ve FIES tayfçekerleri gözlem projeleri ile elde edilen tayfsal verilerden ve Mikulski Archive for Space Telescopes (MAST) arşivinden alınan TESS uydu gözlemlerinden yararlanarak detaylı tayfsal ve fotometrik çalışmalar yürütülmüştür. Bu çalışmalar neticesinde Maia yıldızlarının varlığı üzerine ortaya konan yanlış etkin sıcaklık, çift sistem olma durumu ve hızlı dönme hipotezlerinin doğru olmadığı gösterilmiştir. Ayrıca incelenen sistemler içerisinde varlığı açıklanamayan ve Maia yıldızı olduğu kuvvetli olan sistemler tespit edilmiştir. Bu yıldızların varlığının açıklanması için önerilebilecek tek yol yeni bir zonklama mekanizması ya da mevcut zonklama mekanizmaları arasındaki bilinmeyen bir ilişki olabileceği ortaya konmuştur. Bu çalışmayla birlikte Maia yıldızları varlığı üzerine literatürde ilk kez bu denli detaylı bir çalışmayla yaklaşımda bulunulmuştur.

Galaksi kümelerini, gruplarını ve galaksileri kaplayan sıcak, X-ışınları yayan atmosferler met- allerle zenginleştirilmiştir. Bu halelerin kimyasal zenginleşmesi, en çok kümelerde incelendi ve mekansal dağılım ve kimyasal bileşimde dikkate değer ölçüde tek tip olduğu ortaya çıktı. Bununla birlikte, daha düşük kütleli sistemlerin durumu, element bolluğu şimdiye kadar daha az araştırıldığı için hala geniş çapta tartışılmaktadır. Burada, AGN geri bildirim etkinliğine ev sahipliği yapan, Başak kümesine doğru alçalan eliptik bir gökada olan NGC 4552?nin metal içeriğinin ölçümlerini sunuyoruz. Yolculuğu sırasında sıcak atmosferinin çarpma basıncından sıyrılması nedeniyle bir X-ışını izi gösterir. Kimyasal zenginleşmesini ilk kez incelemek için bu galaksinin derin Chandra ve XMM-Newton gözlemlerinden yararlanıyoruz. Spektrumun dikkatlice modellenmesine özel bir dikkat gösterilerek, çekirdeğindeki O/Fe, Ne/Fe, Mg/Fe, Si/Fe ve S/Fe oranlarını XMM-Newton/EPIC ve RGS ile Chandra/ACIS verileriyle birlikte sunuyoruz. Sonuçlarımız, çekirdekte bir süper-Güneş kimyasal bileşimine işaret ediyor. Bu yeni sonuçları mevcut küme zenginleştirme paradigması bağlamında yorumluyoruz.

Proteomik QC verilerinin günlük olarak analizi, istenmeyen değişkenliğin altında yatan nedenlerin keşfedilmesine yardımcı olur. Böylece, yüksek maliyetli biyolojik verilerin yüksek kalitede miktar tayinlerinin yapılması mümkündür. Bu amaçla benimsenin kalite kontrol yaklaşımları genellikle standart bir QC numunesinin uzun zamanlı izlenmesini gerektirir. Bu tipteki proteomik QC veri yapısı genellikle karmaşık, yüksek boyutlu (çok sayıda peptit, çok sayıda metrik ve zaman gibi) ve standart dışı olduğundan (çeşitli veri türlerini içerir ve istatistiksel varsayımları ihlal eder), her bir metriği ve analiti ayrı ayrı izlemeye yönelik geleneksel uygulama her zaman etkili değildir. Yaygın uygulama, çoklu karşılaştırma sorununa yol açar ve yanlış alarm olasılığını artırır. MsstatsQC?ye eklenen yeni işlevler ile önerilen yöntemler, kalite iyileştirme için sistem hakkındaki bilgileri eyleme geçirilebilir stratejilere aktarmak için uzun dönemli QC verilerini etkili bir şekilde analiz ederken, QC verilerinin çok boyutlu doğasını hesaba katar ve bir sistemin başarısızlık olasılığını tahmin etmek için denetimli ve denetimsiz öğrenme yöntemleri kullanır. Bu projede bu yeni yaklaşımların nasıl kullanılacakları ve performanslarına dair önemli bilgiler edinilmiştir. Yeni işlevler açık kaynak kodlu hem web tabanlı arayüzlerde hem de MsstatsQC R paketi fonksiyonları olarak kullanıcılarla paylaşılmıştır.

Bu projede D = 3?te statik kara delik çözümlerinden dönen kara delik çözümü elde etme mekaniz- ması olarak iteleme dönüşümleri çeşitli örneklere uygulanmıştır. Çözümler Kerr-Schild çift kopya kapsamında incelenerek Maxwell teorisindeki karşılıkları (tek kopyalar) elde edilmiştir. Ulaşılan en önemli sonuç şudur: İteleme dönüşümleri ile elde edilen dönen kara delik çözümlerinin tek kopy- alarının elde edilebilmesi için literatürdeki standart formülasyon yerine daha önce proje ekibinin bazı üyeleri tarafından elde edilen genel formulasyon kullanılmalıdır.

Elektrikli direksiyon sistemleri hidrolik sistemler ile kıyaslandığında, özellikle şehir trafiğinde yakıt tüketimi azaltımı ve CO2 emisyonunda azalma sağlamaktadır. Özellikle elektrik motor destekli sistemlerin direksiyonda kullanılmasıyla birçok mekanik parçanın kullanımı ortadan kalkarak ağırlık azaltımı sağlanabilmektedir. Bu sistemin en önemli faydaları; hassas kontrol kabiliyeti, yüksek verim, birçok sürüş seçeneğine imkân sağlama, araç ağırlığının azaltımı, kolay kurulum, programlama, bakım kolaylığı ve araç içi haberleşme kabiliyetinin artmasıdır. Tam otonom araçlara doğru gidilirken haberleşme kabiliyeti, esnekliği ve otonom sürüş senaryolarına uygun bir elektrikli direksiyon sistemin pazarda önemli bir bileşen olması kaçınılmazdır. Bu gerekçelerle proje kapsamında küçük boyutlu, yüksek momentli, yüksek hassasiyetli pozisyon kontrol kabiliyetli, gelişmiş haberleşme kabiliyetlerine sahip ve kendine özgü ara yüzü ile araca ve kullanıcıya özgü limit, fonksiyon ve güvenlik tanımlamasına sahip bir tahrik sistemi geliştirilmiştir. Proje çıktısının ana hedefi olan SAE Seviye-4 otonom araç gereksinimlerini karşılayan bir direksiyon tahrik sistemi için 3000 dev/dk, 24-48 V arası nominal gerilimde çalışabilen, 200 W gücünde, 0.5 Nm nominal momente sahip bir bütünleşik sürücülü bir tahrik sistemi geliştirilmiş ve imal edilmiştir. Bu doğrultuda motor tasarımı ve imalatı, sürücü tasarımı ve imalatı, araç elektronik kontrol ünitesiyle haberleşme katmanı geliştirilmesi, otonom sürüş fonksiyonlarının tanımlanması aşamaları tamamlanmıştır. Bunlara ek olarak gelişmiş bir simülatör sistemi proje kapsamında başarıyla tamamlanmıştır. Proje süresince üç araştırmacı, bir lisans bursiyeri ve üç yüksek lisans bursiyeri görev almıştır. Çalışmalar sonunda direksiyon tahrik sistemi ve simülatör için faydalı model ve patent başvurusu yapılmıştır. İki Yüksek Lisans Tezi ve bir Lisans Bitirme Projesi?ne ek olarak iki adet yayın başvurusu yapılmıştır.

HVDC ile enerji iletimi, yüksek gerilim alternatif akım (HVAC) enerji iletimine göre sahip olduğu avantajlardan dolayı, bir çok ülkede kullanılmakta olup ülkemizde de ilerleyen yıllarda kullanımına yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Havai hatlarda kullanılan izolatörlerin en önemli problemi kirlilik olup, hidrofobik yüzeye sahip silikon izolatörlerin kullanımı ile bu problem önemli ölçüde aşılmıştır. Ülkemizde, silikon izolatörlerin elektrik enerji iletim/dağıtımındaki kullanımı sürekli artış göstermektedir. Kimyasal reaksiyonlara maruz-kalmaları, iz-erozyon dayanım problemleri, hidrofobik özelliklerini yitirmeleri ve uzun süreli çalışma performanslarındaki belirsizlikler silikon izolatörler ile ilgili en önemli problemler olarak karşımıza çıkmaktadır. Uzun işletme tecrübesi nedeni ile HVAC sistemlerde kullanılan silikon izolatörlerin tasarımları için uluslararası standartlar geliştirilmiş olmasına rağmen HVDC sistemler için henüz standartlar oluşturulamamıştır. Bu durum HVDC sistemlerde kullanılan silikon yalıtkanlar için ilave çalışmaların yapılmasını gerektirmektedir. Silikon yalıtkanların iz-erozyon direncinin arttırılması için ATH ve silika gibi katkılar yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu projede, ATH gibi hidrat suyu içeren çinko-borat bileşiğinin HTV silikon yalıtkanı ile birlikte kullanımı araştırılmıştır. Yapılan çalışmalarda, çinko-borat katkılı HTV silikonların karakterizasyonu, fiziksel-kimyasal analizleri ve özellikle DC gerilimler altındaki iz-erozyon dayanımları ve dinamik hidrofobik özellikleri incelenmiştir. Ek olarak, çinko borat katkılı HTV ile ATH katkılı HTV silikon yalıtkanların karşılaştırmalı performans deneyleri gerçekleştirilmiştir.

Bu projede, ilk olarak sıfır toplamlı matris oyunları için geliştirilen çözüm yöntemi olan Matris Norm (MN) metodundan başlayarak bu yöntemin stokastik matris oyunlara uygulaması hedeflenmiştir. Bu süreçte mevcut MN metodu geliştirilerek Extended Matrix Norm (EMN) metodu elde edilmiştir. Sonrasında EMN metodu için yapay zeka mimarisi oluşturularak geliştirilen bu yöntemin büyük boyutlu sıfır toplamlı matris oyunlarına uygulamaları ve analizleri başarılı bir şekilde yapılmıştır. Daha sonra, bu yöntem ve farklı versiyonlarının stokastik matris oyunların çözümüne adaptasyonu gerçekleştirilmiştir. Açık ifade etmek gerekirse, literatürde stokastik matris oyunların çözümleri için bilinen Shapley metoduna alternatif olabilecek ve en az Shapley metodu kadar iyi sonuç veren matris norm tabanlı alternatif yöntemler geliştirilmiştir. Öyle ki, ilk olarak tıpkı Shapley yöntemi gibi analitik çözüm adımları içeren Zayıf ve Güçlü Hibrit Shapley itersyon yöntemleri diye adlandırdığımız yeni iki yöntemin yanı sıra sadece yaklaşık çözüm üreten ve yaklaşım adımlarının hiç birinde analtilik çözüme ihtiyaç duymayan matris norm tabanlı kısmi veya yarı EMN ve IEMN olarak ifade ettiğimiz iteratif olarak yaklaşık çözüm üreten yöntemler geliştirilmiştir. Öte yandan, stokastik oyunların temel formlarından biri olmasının yanı sıra literatürde de kendine oldukça kapsamlı uygulama alanları bulan Markov ödül oyunları ele alınmıştır. MN/EMN yöntemlerinin bu oyunların çözümlerini bulmada çok kullanışlı olamayacağı tespit edilmiştir. Bu sebeple Markov ödül oyunları için yaptığımız araştırmalar sonrasında matris norm tabanlı olması sebebiyle literatürde ilk olduğunu düşündüğümüz ve değer iterasyonunun (value iteration) duali de denebilecek matris norm tabanlı bir holistik yöntem geliştirilmiştir. Ek olarak, projede geliştirilen bütün yöntemlerin yapay zeka algoritmalarıyla uyumlu bir şekilde çalışması projenin ana hedeflerinden olduğundan, geliştirilen bu yöntemlerin akabinde ele alınacak problemlerin çözümlerinde de kullanılacak yapay sinir ağı tabanlı yapay zeka mimarileri de geliştirilmiştir. Bunun sonucunda ise yapay zeka destekli ve uyumlu olarak geliştirilen yöntemlerin hem çok daha hızlı sonuç verdiği hem de çok daha kapsamlı veya büyük boyutlu oyunların çözümlerini mümkün hale getirdikleri gözlemlenmiştir. Son olarak, gerek projede ele alının problemlerin uygulaması gerekse geliştirilen yöntemlerin gerçek hayat problemlerinde kullanılması amacıyla farklı senaryolar altında yapay zeka mimarisi de oluşturulan harp oyunları Markov ödül oyunu formunda modellenerek yaklaşık çözüm çalışmaları ve analizleri kapsamlı bir şekilde ele alınmıştır.

Bu projede ticari olarak üretilen silisyum (Si) güneş hücrelerinin ön yüzeyinin metalizasyonu için kullanılan gümüş (Ag)?ün alternatifi olarak nikel (Ni) metal kontak kullanılması amaçlanmıştır. Si güneş hücrelerinde metalizasyon işlemi maliyet azaltma açısından kritik bir öneme sahip olmakla beraber hücrelerin güç çevirim verimini (PCE) artırabilmek için de etkili bir üretim adımıdır. Bu çalışmada, ekran baskılı Ni kontak oluşumu için Ni metal tozu, cam frit ve organik bir ortam bileşenleri teker teker üretilerek ekran baskıya hazır nikel (Ni) metal pastası geliştirilmiştir. Ni ve Si arasında olası Schottky bariyer oluşumunu önlemek için, tek katmanlı bir grafen Si hücre ön yüzeyine transfer edilip metal-2D-yarıiletken yapı oluşturularak Ni-Si arasında ohmik kontaklar oluşturulmuştur. Fotovoltaik (PV) hücrelerde şablon baskı ile kontak oluşturmak için kullanılan metal pasta kompozisyonlarında bulunan metal tozu iletkenlikten ve yarı iletken ile temastan sorumlu iken cam fritler yansıma önleyici katmanı (ARC) aşındırmadan ve metal tozların Si emitere doğru hareketini kontrol eder. Organik taşıyıcı ortam ise metal tozunun ve cam fritin birleşmesini sağlayarak pastanın viskozitesinden yani baskılanabilirliğinden sorumludur. Bu projede kullanılan Ni metal tozları bilyeli değirmenden geçirilerek istenilen tanecik boyutuna ulaşılıncaya kadar öğütülmüştür. Ni tanecik boyutunun küçük olması metallerin ısıl işlemden geçerken daha kolay sinterlenmesini sağlamıştır. Cam frit için kullanılan kurşun oksit (PbO), tellür oksit (TeO2), bizmut oksit (Bi2O3), silisyum oksit (SiO2), alüminyum oksit (Al2O3) ve lityum oksit (Li2O) gibi metal oksitler eriyiği soğutma (melt-quenching) metodu ile üretilmiş ve cam geçiş sıcaklıkları (Tg) uygulanan ısıl işlem sıcaklık profili ile uyumlu hale getirilmiştir. Böylelikle ARC katmanın aşındırılması optimize edilerek metal yarı iletken teması kusursuz tamamlanmıştır. Metal pasta kompozisyonunun son bileşeni olarak organik ortam geliştirilirken çözücü olarak terpineol (C10H18O) ve texanol (C12H24O3), bağlayıcı olarak etil selüloz ve polyvinylpyrrolidone (PVP) kullanılarak pasta viskozitesi şablon açıklıklarına uygun hale getirilmiştir. Bu üç bileşen son olarak üç merdaneli değirmenden geçirilerek karışım geliştirilmiş ve şablon baskıya hazır hale getirilmiştir. Daha sonra kimyasal buharlaştırma (CVD) tekniği kullanılarak üretilen grafenler Si güneş hücrelerinin ön yüzeyine serilerek geliştirilen pastanın şablon baskısı yapılmıştır. Üretim yapıldıktan sonra yapılan karakterizasyonlarda ön yüzeye serilen grafenin Raman spektroskopisinde grafen kalitesini gösteren G/2D piklerinin net bir şekilde görüldüğü gözlemlenmiştir. Metal pasta kompozisyonundaki cam fritin geçiş sıcaklığının 270°C ile 300°C arasında olduğu ve yaklaşık 475°C yumuşama sıcaklığına sonuç verdiğini, bu durumun pastaya başarılı bir aşındırma davranışı sağladığı gözlenmiştir. Bu aşındırmanın kontrolünün yapıldığı şablon baskılı Ni kontaklarının ortalama kontak direnci yaklaşık 5.28m?.cm2 olarak ölçülmüştür. Kontakların SEM görüntüleri, Ni kontakların gümüştekine benzer bir dağılım ve sinterleme davranışını gösterdiği anlaşılmıştır. Solar simülatör ile yapılan akımı-gerilim ölçümlerinde, açık devre geriliminin 660mV, kısa devre akım yoğunluğunun 38.9mA/cm2 ve doluluk faktörünün %81.0 olduğu ve bu değerlerin de Ni kontaklı güneş hücresine yaklaşık %21 verimlilik sağladığı ortaya konulmuştur.

Çoklu etmenler için yol bulma (İng. Multi-Agent Path Finding--MAPF), birden fazla etmen için birbirleriyle çatışmayacakları yolların bulunması problemidir: verilen bir çizgede (İng. graph), her bir etmen için belirtilen bir başlangıç düğümünden (İng. vertex) bir hedef düğüme yol belirlenmesi ve etmen yollarının birbiri ile çatışmaması (aynı zamanda aynı düğümde birden fazla etmen olmaması) ve etmenlerin toplam yol uzunluklarının minimal olması gerekmektedir. MAPF olarak tanımlanan bu problem, klasik robotik rota planlama problemlerinden farklı olarak, bir yapay zeka planlama problemidir. Bu problem robotların fiziksel düzeyde nasıl hareket edeceğine değil robotun verilen ortam (harita) üzerinde nasıl hareket edeceği üzerinde çalışmalara odaklanır (Ma ve Koenig, 2017). Problemdeki bu sadeleştirme, etmenlerin bu problemin uygulamaları daha çok ızgara tabanlı (İng. grid based) ve dar koridorlar içeren problemler olduğu için problem tanımına uymakta ve klasik robot problemlerine oranla çok daha fazla sayıda etmen ve hedef nokta içeren engellerin fazla olduğu problemlerin oldukça hızlı çözülebilmesini sağlamaktadır (Stern, 2019; Stern vd. 2019). MAPF probleminin gerçek dünya uygulamaları olarak depo yönetimi (Amazon Kiva robotları, Alibaba Quicktrone robotları, Karis robotları) (Hönig vd, 2019b; Dasler ve Mount, 2019; Stenzel ve Luensch, 2016) ve otonom römorkör robotlar (NASA - Ames projesi) (Morris vd., 2016) verilebilir. MAPF çözüm uzayının etmen sayısına bağlı olarak üstel olarak büyüdüğü zor bir problemdir (Yu ve LaValle, 2013b; Hönig vd., 2016). Çatışma tabanlı arama (İng. Conflict-Based Search--CBS) günümüzde MAPF problemini çözmek için kullanılan en etkili tekniklerden birisidir ve bir çözüm varsa bulmayı garanti eder (tam) ve optimal çözüm üretir. Gerçek hayat problem gereksinimleri dikkate alındığında mevcut MAPF algoritmaları yetersiz kalmaktadır ve MAPF problem tanımlarının genişletilmesi gerekmektedir: bunlar i) ortamdaki değişimler, ii) birden fazla hedef noktasına sahip etmenlerin olması, ve iii) yeni görevlerin eklenebilmesi olarak ortaya konulabilir. CBS, alt seviyede tek etmen yol planlaması için A* kullanması sebebiyle dinamik ortamlar için yetersiz kalmaktadır. Zira her bir çevresel değişimden sonra CBS'in etmen yollarını baştan hesaplaması gerekir ve üst seviyede planlayıcının kullandığı kısıt ağacını (İng. Conflict Tree--CT) baştan oluşturmak masraflıdır. Bu projede, çevresel değişimlerden sonra hızlıca yeni planlar oluşturabilmek için, projenin ilk aşamasında artımlı (İng. incremental) bir tek etmenli yol bulma algoritmasının geliştirilerek üst seviye planlayıcıya adapte edilmesi ve CBS algoritmasının genişletilmesi amaçlanmıştır. İkinci aşamada, her bir etmenin birden fazla düğüme uğraması gerektiği problem için düşük maliyetli bir çözüm geliştirilmiştir. Son aşamada sisteme eklenen her bir yeni görev için o görevin hangi etmene atanacağına ve o görevin ne zaman yapılması gerektiğine karar verilmiştir. Bunu yapabilmek için birçok sezgisel görev atama algoritması oluşturulup onlardan en düşük maliyet artışı gerektiren belirlenmiştir. Her aşamada geliştirilen algoritmanın testi için rastgele üretilmiş senaryolar ve literatürde kullanılmakta olan referans çizgeler kullanılmıştır. Geliştireceğimiz artımlı MAPF ile çevresel değişimlerin olduğu senaryolarda CBS?den (literatürde bilinen dinamik olmayan MAPF problemi için en hızlı çözücülerdendir) çok hızlı sonuç üretmeyi ve optimal planlamadan en fazla yüzde 10 sapmaya erişmiş bulunmaktayız. Arama tabanlı, artımlı MAPF algoritması ve çoklu hedef içeren ve yeni görevlerin de eklenebilir olduğu etkili bir MAPF problemi çözümü ile MAPF konusunda önemli bir eksikliğin giderilmesi sağlanmış olup yapay zeka alanında önemli bir temel araştırma alanına katkı sağlanmıştır. Uygulama açısından, otonom depo paket dağıtım problemlerinin gereksinimlerini karşılayacak daha etkili ve verimli bir sistem geliştirilmiştir.

Doğal dil işleme (DDİ), doğal dillerin bilgisayarlar tarafından işlenip analiz edildiği bir yapay zekâ ve hesaplamalı dilbilim çalışma alanıdır. Veri kaynaklarındaki artış ve uygulamaların yer alabileceği alanların artması, bu konudaki araştırmaların hızla önem kazanmasını sağlamaktadır. Son yıllarda, DDİ, teknik alanlarda olduğu kadar sosyal ve toplum bilimleri gibi alanlarda da teknoloji kullanımını yaygınlaştırmada öne çıkmaktadır. Gelişmelerin hukuk alanına uygulanması ve hukukta teknoloji kullanımı için çalışmalar yapılması çok önem arz etmektedir. Hukuki metinler üzerinde DDİ çalışmaları oldukça yenidir ve giderek artan bir şekilde hız kazanmaktadır. Birçok ülke kendi dilleri ve hukuk sistemlerine özgü teknolojileri geliştirmeye başlamışlardır. Ülkemizde de benzer ulusal adımlara ihtiyaç duyulduğu açıktır. Proje boyunca, Türk Hukuk Sisteminin DDİ metotları tarafından işlenebilir hale getirilecek yapısal özellikleri belirlenerek Türk Hukuk Sistemi için tasarlanmış özgün ve öncül DDİ altyapısı ve teknolojisi geliştirilmiştir. Ana hatları ile ulaşılan hedefler şunlardır: 1) Hukuk sistemimizde DDİ çalışmaları için kapsamlı verisetleri oluşturulmuştur, 2) Hukuk sistemimizde özelinde oluşturulmuş derlem üzerinde Türk Hukukuna özgü kelime temsilleri (Türk Hukuk Kelime Temsilleri) eğitilmiştir, 3) Makine öğrenmesi metotları kullanarak emsal karar arama, dava sınıflandırma ve Üst Mahkeme (Yargıtay, Anayasa Mahkemesi (AYM) vb.) kararlarını tahmin algoritmalarının geliştirilmiştir, 4) Yenilikçi sinir ağı mimarileri geliştirilerek hukuk metinlerinin işlenmesine özel özgün yöntemler geliştirilmiştir. Yöntem olarak öncelikle Üst Mahkemelerin sitelerinde kamu erişimine açık yayınladıkları ve kişisel bilgilerden arındırılmış kararlardan oluşan büyük bir derlem oluşturulmuştur. Bu derlem, Türkçe?ye özel önişleme teknikleriyle temizlenerek tasnif edilmiştir. Türk Hukukunun yapısal özellikleri dikkate alınarak belirlenmiş öznitelikler (feature) ve Türkçe için geliştirilmiş kelime temsilleri oluşturulmuştur. Hem geleneksel makine öğrenmesi metotları (Bayes, Karar Ağaçları, Vektör Destek Makineleri (SVM), vb.), hem derin öğrenme tabanlı (Mükerrer Sinir Ağları (RNN), Uzun/Kısa Vade Hafızalı Sinir Ağları (LSTM) ve Evrişimsel Sinir Ağları (CNN)) teknikler, hem de hukuksal bağlam tabanlı yenilikçi mimariler geliştirilmiştir. Bu çalışmalar 4 ana iş paketi altında planlanmıştır. Projenin disiplinler arası yapısı nedeniyle Bilkent Üniversitesi Hukuk Fakültesi?nden bir öğretim üyesi de projeye dâhil olmuştur. Proje süresinde Türk Hukukunda Doğal Dil İşleme alanında Türkiye?deki ilk üç yüksek lisans tezi üretilmiş, gene alanında ilk olan bir çok uluslararası dergi makalesi ve bildiri yayınlanmıştır. Bu makale ve bildiriler kısa süre içerisinde çok sayıda atıf almıştır. Projede üretilen verisetleri ve öncü sonuçlar, yeni Ar-Ge kararlarına ve çalışmaları ilerletmek için yeni proje önerilerine zemin hazırlayacaktır. Hukuki metinlerin işlenmesinde DDİ kullanımı uluslararası alanda da oldukça yenidir ve bu projede planlanan çalışmaların uluslararası düzeyde öncü ve özgün sonuçları olmuştur. Örneğin hukuki metinlerde önyargılar ile ilgili yayınlanan uluslararası dergi makalesi sadece Türkçe için değil tüm diller ve ülkeler açısından dünyada ilk olmuştur.

5G ve ötesi kablosuz haberleşme sistemlerinin ayırt edici özelliği milyonlarca makine tipi cihazın tek bir baz istasyonuna bağlanabilme imkanıdır. Bu cihazların ürettiği trafik, geleneksel haberleşme cihazlarının ürettiği trafikten oldukça farklıdır. Söz gelimi, makine tipi cihazlar kesintisiz değil ara sıra veri iletişimi yapmaktadır. Ayrıca, bu cihazların bataryalarının şarjı önem kazanmakta ve enerji verimliliği gündeme gelmektedir. Bu probleme bir çözüm olarak, enerji hasatlama verimli bir çözüm olması açısından devreye sokulabilir ve ağın ayakta kaldığı süre uzatılabilir. Bir ağa bağlı milyonlarca cihazın trafiğini deterministik olarak koordine etmek mümkün olmadığı için, rastgele erişim tabanlı yöntemler de devreye alınabilir. Bununla birlikte, cihazların aynı kod kitabını kullandıkları ve mesaj paketlerinin gönderici kimliği olmaksızın çözüldüğü pratik çözümler de gündeme gelebilir. Sözünü ettiğimiz gereksinimler, yenilikçi masif rastgele erişim çözümleri tasarlamayı cazip hale getirmekte olup tasarlanacak çözümlerin 5G ve ötesi kablosuz haberleşme sistemlerine uygulanması dikkat çekicidir. Bu projedeki temel amacımız, hem fiziksel katman hem de ortam erişim protokolleri açısından etkin ve pratik masif rastgele erişim çözümleri geliştirmektir. Projemizde ele alınan problemler dört başlık altında özetlenebilir: ? Aynı kod kitabını kullanan kullanıcıların çoklu erişimi için yenilikçi sıralı kodlama tasarımları, ? Enerji hasatlamalı cihazlar için rastgele erişim çözümleri, ? Masif rastgele erişim için ZigZag çözümlemeye dayalı fiziksel katman çözümleri, ? İleri fiziksel katman yaklaşımlarına dayalı tam masif rastgele erişim tasarımları. Birinci başlık altında yaptığımız çalışmalarımızda, masif rastgele erişim için kullanılabilecek kanal kodları ve kablosuz kanallar üzerinde kullanılmak için iletişim sinyallerinin tasarımı gerçekleştirilmiştir. İkinci başlık altında yapılan çalışmalarda, çoklu erişim sistemlerinde enerji verimliliği ve enerji hasatı yapan sistemler ele alınmaktadır. Projenin üçüncü bölümünde çoklu erişim problemi için paket çakışmalarını çözebilen pratik bir algoritma olarak ZigZag tabanlı çözümler ele alınmıştır. Spesifik olarak ZigZag algoritmaları ile çakışan paketlerin, paketlerin gördükleri kanal katsayıları ve gecikme oranlarının farklı olması kullanılarak pratik bir şekilde çözülebileceği gösterilmiş; bu şekilde elde edilebilecek iletim hızlarının teorik limitleri çalışılmıştır. Ayrıca bu algoritmalarla masif erişim gerçekleştirildiğinde elde edilen toplam iletim hızları belirlenmiş ve avantajları ortaya çıkarılmıştır. Projenin son başlığı altında yapılan çalışmalarda ise farklı senaryolar için pratik masif erişim sistemleri geliştirilmiş ve bu algoritmaların başarımları detaylı olarak incelenerek literatürde verilen diğer sonuçlara göre avantajları vurgulanmıştır.

Bu projemizde, akustik/ultrasonik çevirici ve dizinlerin niteliklerine göre gürültü, çoklu yansıma ve çınlamaya dirençli, düşük güç gerektiren dağıtık spektrumlu sinyal tasarımı, ölçümü ve karakterizasyonu başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir. İlk olarak, kodlanmış sinyal tasarımı yapılmış ve bu sinyallerin medikal ultrason görüntüleme uygulama alanındaki uygulanabilirliği incelenmiştir. Bu inceleme çerçevesinde; kodlanmış sinyallerin geleneksel sistemlerde kullanılan tek ton darbeli sinyallere kıyasla sağladıkları avantajlar sinyal-gürültü oranı (SNR), penetrasyon derinliği ve çözünürlük açısından değerlendirilmiştir. Bu amaçla, teorik olarak ve simülasyon ortamında çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar laboratuvar ortamında yaptığımız ölçümler vasıtasıyla doğrulanmıştır. Deneysel ölçümlerin yapılabilmesi maksadıyla; Bilkent Üniversitesi Akustik ve Sualtı Teknolojileri Araştırma Merkezinde (BASTA) bulunan ve kullanıcı ihtiyacına göre uygun bir transdüser ile donatılabilen bir ultrason cihazı (Dijital Faz Dizinli Sistem, DiPhAS) ve faz dizinli bir transdüser kullanılmıştır. Ham veriler DiPhAS yardımıyla kaydedilmiş ve ileri sinyal işleme tekniklerinin uygulanabilmesi için depolanmıştır. Ham verilerin elde edilebilmesi maksadıyla değişik türde ve farklı yansıtma katsayılarına sahip hedefler içeren bir ultrason fantomu kullanılmıştır. Ultrason görüntüleme alanında daha önce yapılan çalışmalarda yer almayan kodlanmış sinyallerin dalga şeklinin tasarlanarak uygulanması ve transdüser özellikleri ile ortak empedansın (mutual impedance) sinyal tasarımı üzerindeki kısıtlamaları ilk defa projemiz kapsamında incelenmiştir. Projemiz kapsamında; kodlanmış sinyallerin, gerek örtülü sonar ve akustik iletişim gerekse sonarın çevresel etkisi ile deniz canlılarının zarar görmemesi açısından sualtı akustiği uygulama alanındaki kullanılabilirliği de laboratuvar ortamında yaptığımız ölçümler vasıtasıyla incelenmiş ve irdelenmiştir. Bu çalışmamızda, BASTA'da mevcut altyapı, su havuzları, transdüserler, güç yükselteçleri, ölçüm hidrofonları ve gerekli diğer test ve ölçüm cihazları kullanılmıştır. Ayrıca bu proje çerçevesinde; operasyonel gereksinimlerimize uygun olarak öncelikle bir parametrik dizin tasarımı yapılmıştır. Daha sonra, yaptığımız tasarıma istinaden bir parametrik dizin üretilmiştir. Ürettiğimiz parametrik dizini kullanarak kodlanmış sinyallerin sualtı akustiği uygulama alanındaki performansı ve kodlanmış sinyallerin parametrik dönüşümün temelini oluşturan doğrusal olmayan akustik (nonlinear acoustics) dalga yayılımı altındaki davranışları incelenmiştir. Bu çalışma çerçevesinde elde ettiğimiz sonuçlar, kodlanmış sinyallerin hem sualtı akustiği hem de medikal ultrason görüntüleme uygulama alanlarında geleneksel sistemlerde kullanılan tek ton darbe sinyallerine kıyasla SNR, penetrasyon derinliği ve çözünürlük açısından daha üstün bir performans sağladığını ispatlamaktadır. Kodlanmış sinyallerin medikal ultrason görüntüleme uygulama alanında kullanılması yüksek güvenilirlikli tespit, teşhis ve tanı imkanı sağlamaktadır. Benzer şekilde; kodlanmış sinyallerin sualtı akustiği uygulama alanında kullanımı da muhasım kuvvet unsurlarının yüksek doğrulukta tespit edilmesine imkan sağladığı gibi muhasım kuvvet unsurları tarafından fark edilmeyecek şekilde yani gizlilik içerisinde operasyonel hedeflerin gerçekleştirilmesini mümkün kılmaktadır. Bu çalışmamız kapsamında elde ettiğimiz bulguların ve yayınladığımız makalelerin uluslararası literatüre, ülkemizin ve üniversitemizin bilimsel gelişimine önemli katkılar yaptığını değerlendirmekteyiz.

Bu projede insansız hava araçlarına (İHA) entegre edilmiş geniş bant ölçüm cihazları ile elektromanyetik haberleşme cihazlarına (alıcı/verici istasyonları) ait elektromanyetik alan şiddeti ölçümü (EMR) yaparak, elektromanyetik alan etkisinin limit değerlere uygunluğunun kontrolünü sağlayacak bir sistemin geliştirilmiştir. Bu bağlamda insansız hava aracına entegre edilen yeni nesil görüntüleme cihazları (kamera ve 3D lidar) ile hücresel elektromanyetik haberleşme cihazları kullanılarak baz istasyonlarındaki antenler tespit edilmiş ve belli lokasyonlarda EMR ölçümü yapılmıştır. Bu sebeple proje nesne konum bulma (object detection/localization), lidar (Laser Imaging Detection and Ranging) teknolojisi ve nokta bulutlarından nesne segmentasyonu, sensör füzyonu (sensor fusion), EMR ölçümü, telemetri sistemleri konularını içermektedir. Elektromanyetik haberleşme cihazlarının insan ve çevre sağlığına etkileri konusunda Dünya Sağlık Örgütü'nün (WHO) çalışmaları başta olmak üzere Uluslararası İyonlaştırmayan Radyasyondan Koruma Komisyonu'nun (ICNIRP) çalışmaları dikkate alınarak uyulması gereken limit değerler Bilgi Teknolojileri ve İletişim Kurumu tarafından belirlenmektedir. Yönetmelik kapsamında ölçümler, elektronik haberleşme cihazının anten yayın paterni dikkate alınarak antenin baktığı yönde, güvenlik mesafesinin dışında erişilebilen/ulaşılabilen en yakın yerde üç noktadan yapılmaktadır. Bu noktalar uzak alan olması nedeniyle ölçümler elektrik alan probu kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Bu doğrultuda özel mülk ziyareti gereklilikleri, çatı gibi iş güvenliği açısından riskli yerlere çıkışlar, halk tepkisi nedeniyle ölçümler için uygun şartların sağlanamaması durumları oluşmaktadır. Projedeki amacımız yukarıda bahsedilen ölçüm kabiliyetlerini insansız hava araçlarına (İHA) kazandırmayı amaçlamıştır. Bu bağlamda İHA üzerine konumlandırılan görsel kamera ve 3B lidar kullanılarak GSM baz istasyonlarında bulunan antenlere ait elektromanyetik alan şiddeti ve yayın yapılan frekansın aralığını ölçen bir sistem geliştirilmiştir. Antenin konumunun bulunması için anten görüntülerini içeren bir veri tabanı oluşturulmuş ve You Only Look Once (YOLO) algoritmaları eğitilerek sahada baz istasyonlarındaki antenlerin gerçek zamanlı tespiti yapılmıştır. Sonrasında, kamera ve lidar kullanılarak İHA ve anten arası mesafe hesaplanmış ve antenden belli bir mesafede ölçümler yapılmıştır. Bu mesafenin doğru bir şekilde hesaplanabilmesi için kamera ve 3B lidarın kalibrasyonu için çalışmalar yürütülmüştür.