Proje Yürütücüsü Proje Tipi ve Destekleyen Kurum Proje Grubu Projenin Tanımı - Özeti Proje Adı Fakülte Bölüm
Doç. Dr. Burhaneddin İzgi TÜBİTAK 1001 ARDEB
1. Dönem		 EEEAG Stokastik Oyunlar için Matris Norm Tabanlı Yeni Çözüm Yöntemleri ve Yapay Zekâ Uygulamaları
Bunlara ek olarak, stokastik oyunların çözümleri için literatürde bilinen bazı algoritmaları, stokastik oyunların çözümleri için elde edeceğimiz matris norm tabanlı bu yeni yöntem ile geliştirerek daha hızlı yeni bir algoritma elde etmeyi amaçlamaktayız. Daha sonra, sunacağımız bu yeni algoritmanın uygulamalarını yapıp, işlevselliğini göstereceğiz. Böylece stokastik oyunların çözümlerine farklı bir açıdan bakan, matris norm tabanlı yeni ve hızlı bir yöntem kazandırmayı hedeflemekteyiz.
Bütün bunların dışında, stokastik oyunlar yapay zeka uygulamalarında ve makine öğrenme işleminde etkin bir şekilde kullanılmakta olduğundan ve bu öğrenme süreci çeşitli algoritmalar yardımı ile gerçekleştiğinden, stokastik oyunlar için geliştirmeyi hedeflediğimiz bu yeni matris norm tabanlı yöntemi bu yönde de kullanmayı amaçlıyoruz. Böylece, hem 2019 yılında sıfır toplamlı oyunlar için geliştirilmiş olan yöntemin hem de stokastik oyunlar için yeni geliştirmeyi hedeflediğimiz yöntemin yüksek boyutlu oyunlarda da kullanılabilir olduğunu yapay zeka ile yapacağımız uygulamalarla göstermeyi hedeflemekteyiz. Bu kapsamda, yüksek boyutlu oyunlarını değerini kestiren yapay zekâ modelleri (derin yapay sinir ağları) geliştireceğiz ve bu modellerin savunma sanayi sektöründeki çok oyunculu karar verme problemlerindeki uygulamalarını çalışacağız.		 Stokastik Oyunlar için Matris Norm Tabanlı Yeni Çözüm Yöntemleri ve Yapay Zekâ Uygulamaları Fen-Edebiyat Fakültesi Matematik Mühendisliği Bölümü
Prof. Dr. Elif Pehlivanoğlu Mantaş TÜBİTAK 1001 ARDEB
1. Dönem		 ÇAYDAG Çeşitliliğe ilave olarak, klorlama prosesi için süre ve klor konsanstrasyonu, ozonlama ve katalitik ozonlama için de pH ve ozon dozu değişkenler olarak belirlenmiş olup, her bir parametre için uygulanacak iki farklı değer ile antiviral ilaçların giderimi için en uygun şartlar belirlenecektir.
Uygulanacak proseslerin antiviral ilaçlar üzerindeki etkisi iki şekilde ele alınacaktır. İlk olarak proje çerçevesinde oluşturulacak ng/L seviyesinde ölçüm yapacak analitik yöntem kullanılarak, uygulanacak proseslerin antivirallerin giderimine etkisi belirlenecektir. Proseslerin etkisinin belirlenmesinde kullanılacak olan ikinci yöntem de ekotoksikolojik deneylerdir. Antivirallerin oluşturabileceği akut toksisite, östrojenik etki ve sulama için kullanılırsa toprakta oluşturabileceği zehirlilik etkisi sırasıyla, A. Fischeri bakterisi, rekombinan Saccharomyces cerevisiae maya bazlı östrojenite testi ve Enchytreaus Crypticus solucanı kullanılarak belirlenecektir. Farklı türlerin kullanımı sayesinde hem su ortamında hem de toprakta oluşabilecek zehirlilik incelenecektir. Aynı zamanda, sucul zehirlilik hem akut etkiler hem de endokrin sistemini olumsuz etkileyebilecek etkiler açısından izlenecektir. Önerilen projenin sonuçları, önce pilot ölçekte değerlendirilerek gerçek sistemlerde uygulanabilir olmasının yanısıra, gerçek şartlarda oluşabilecek zehirlilik etkilerinin tahmin edilebilecek olması sebebiyle değerli olacaktır. Ayrıca, proje konusunun COVİD-19 ilaçlarının atıksularda giderimi ve etkilerini içerme dolayısıyla yeni olması, üretilecek katalizörün katalitik ozonlamada ilk kez kullanılacak olması ve zehirliliğin mikroplastiklerin varlığında incelenecek olması proje sonuçlarının bilimsel açıdan da değerli ve yüksek etki değerlikli dergilerde yayınlanabilir olmasını sağlayacaktır.		 COVID-19 tedavisinde kullanılan ilaçların zehirliliğinin mikroplastikler varlığında araştırılması ve klorlama, ozonlama ve KÇH-bazlı katalitik ozonlama ile giderimleri İnşaat Fakültesi Çevre Mühendisliği Bölümü
Doç. Dr. Behçet Uğur Töreyin TÜBİTAK 1001 ARDEB
1. Dönem		 EEEAG Video anlamlandırma, içerisinde videoda eylem algılama, video sınıflandırma, video nesne tespiti ve eylem konumlandırma gibi farklı görevleri barındıran, bilgisayarlı görünün en önemli alanlarından biridir. Bu alandaki bilimsel yazın, kendisine yakın bir alan olan imge anlamlandırma alanındaki çalışmalara göre oldukça düşük başarımlı sonuçlar raporlayan çalışmalarla doludur. İmge anlamlandırma konusundaki yazında yer alan yöntemlerin son derece yüksek başarımlı sonuçlar üretmesinde, hiç kuşkusuz, derin öğrenme tabanlı yaklaşımların etkisi büyüktür. Bununla birlikte, benzer başarım düzeylerine, söz konusu derin öğrenme tabanlı yaklaşımlara dayalı video anlamlandırma çalışmalarında erişilemediği görülmektedir. Bunda, video işaretinde, imge işaretine göre çok daha fazla artıklık bulunması önemli rol oynamaktadır. Bu nedenle, derin öğrenme tabanlı yaklaşımlar, artıklığı son derece yüksek olan video işaretinden, ayrıştırıcılığı yüksek ve anlamlı öznitelikleri çıkarmada zorlanmaktadır. Ayrıca, yalnızca iki boyutlu video çerçevelerine dayalı olarak geliştirilen derin öğrenme tabanlı video anlamlandırma yaklaşımları, video işaretini oluşturan ardışık imgelerdeki zamansal ilişkiyi açığa çıkarma konusunda da oldukça yetersiz kalmaktadır. Bu yüzden, güncel video anlamlandırma yazını, optik akı vektörlerini temsil eden bütünleşik derin öğrenme mimarîleriyle, video işaretindeki zamansal ilişkiyi de ortaya çıkarmaya çalışmaktadır. Öte yandan, video işareti, pratikte, çekilir çekilmez, veri üretildiği anda, neredeyse anında, bir çeşit kodek ile sıkıştırılmaktadır. Söz konusu sıkıştırma ile, konvansiyonel olarak, yüksek hacimli video verisinin etkin bir biçimde iletilmesi ve saklanması amaçlanmaktadır. Bu amaca yönelik olarak gerçekleştirilen sıkıştırma işlemi, kullanılan kodekten bağımısız olarak, temelde, uzamsal ve zamansal artıklığı azaltmaya yönelik yaklaşımları içermektedir. Bu yaklaşımlar neticesinde elde edilen sıkıştırılmış video işareti, orijinal boyutuna göre çok daha az miktarda, ancak, video işaretini etkin biçimde temsil etme yönünden çok daha anlamlı veri içermektedir. Mevcut proje önerisiyle, derin öğrenmeye dayalı yaklaşımların, işte bu, temsil kâbiliyeti yüksek ve az miktarda veri ile eğitilmesi, böylelikle video anlamlandırma başarımının artırılması hedeflenmiştir. Önerilen bu projeyle, imge anlamlandırma konusunda oldukça yüksek başarım elde eden derin öğrenmeye dayalı yaklaşımların, video anlamlandırma alanında da en azından benzer başarım mertebelerine erişebilmesi amaçlanmıştır. Bu amaca yönelik olarak, video işaretinin, doğrudan, sıkıştırılmış ortamda çözümlenmesi konusunda araştırmalar yürütülecektir. Böylelikle, kodeklerle sıkıştırıldıktan sonra anlamlandırılmak için geri çatılıp derin öğrenme yapılarına girdi olarak verilen video işareti yerine, doğrudan doğruya, onun H.264, H.265, vb. kodeklerle sıkıştırılmış hâli kullanılacaktır. Proje kapsamında yürütülecek çalışmalarla, sıkıştırılmış videoya ait uzamsal ve zamansal öznitelikler ile doğrudan eğitilebilecek, özgün derin öğrenme ağlarının geliştirilmesi öngörülmektedir. Bu çalışmaların yanında, proje kapsamında, sıkıştırılmış video anlamlandırma amacıyla geliştirilecek derin öğrenme modellerinin sıkıştırılmasına yönelik araştırmalar da yürütülecektir. Böylelikle, video anlamlandırma yeteneği olan daha küçük boyutlu, özellikle enerji temîni açısından kısıtlı platformlar üzerinde gerçeklenebilir özgün derin öğrenme ağları tasarlanacaktır. Projenin bir diğer amacı da, sıkıştırılmış videonun anlamlandırılmasına yönelik olarak geliştirilecek derin öğrenme modellerine; öğrenilmiş olan aktivitelerin dışında farklı aktivitelerin tespitine, mevcut sınıfların dışında yeni sınıfları içermeye, öğrenilmiş olanın dışında başka nesnelerin tespitine ve farklı aktivitelerin konumlandırılmasına olanak sağlayacak biçimde, sürekli öğrenme kâbiliyetinin kazandırılmasına yönelik araştırmaların yürütülmesidir. Tüm bu çalışmalar sonucunda geliştirilecek yordamlar, bir vaka çalışması olarak, videoda yangın tespiti sorununa uygulanacaktır. Böylelikle yordamların, videoda nesne tespiti ve eylem algılama amacıyla ilgili yazında yer alan erişilebilir veri kümelerindeki başarımların elde edilmesinin ötesinde, yeşil mutabakata uyum kapsamındaki iklim değişikliği, çevre ve biyoçeşitlilik başlığı altında yer alan orman ve tarım alanı yangınları ile etkin mücadele altında değerlendirilebilecek bu önemli soruna bir çözüm önerebilmesi de öngörülmektedir. Videonun Sıkıştırılmış Ortamda Anlamlandırılması Bilişim Enstitüsü Bilişim Uyg. Ana Bilim Dalı
Dr. Öğr. Üyesi Ramazan Kızıl TÜBİTAK 1001 ARDEB
1. Dönem		 EEEAG Molekül tabanlı teknolojiler nano-elektroniğin yeni istikamettir. Moleküler yapıların aktif devre elemanı olarak kullanıldığı ve yük transportunun molekülün öz-iletkenliğine bağlı olduğu devreler/eklemler moleküler elektronik sistemlerdir. Elektron yükü yerine dönüsü “spin” kullanılarak spin aktarımında kuantum etkili moleküler spintronik aygıtlar geliştirilebilir. Moleküler Spintronikte Tünel MagnetoRezistans (TMR) etkili sistemler için DNA molekülünün kullanılabileceği teorik olarak iyi gösterilmesine rağmen DNA tabanlı spintronik bir aygıtın üretilip üretilemeyeceği henüz yanıt bulmamıştır.

Bu çalişmayla DNA molekülünün spin vana özelliğinden kaynaklanan tünel magnetorezistans (TMR) yonga-ustu bir aygitla ilk-kez deneysel olarak incelenecektir. Başarılı olunduğunda yarıiletken endüstrisine kolay adapte edilebilir nitelikte ilk DNA bazlı tek-molekül spintronik aygıt üretilip DNA’nın teorik spin vana öngörüsü deneysel olarak doğrulanacaktır. DNA gibi ilgi çekici bir molekül bazlı spintronik aygıt hazırlama ayrıcalığı yanı sıra, aygıt fabrikasyon ve karakterizasyonunu nispeten düşük maliyette gerçekleştirebilmeye müsait bir proje önerilmektedir. DNA spintronik aygıt üretildiğinde dışarıdan uygulanacak dikey yönlü manyetizasyona göre DNA’da spin bağımlı elektron transport karakteristiği deneysel olarak ilk kez araştırılacaktır.		 Ferromanyetik Nanotel
Nanojonksiyonunda
Tek Molekül Dna Spintroniği		 Kimya-Metalurji Fakultesi Kimya Muhendisligi
Doç. Dr. Nurettin Cenk TURGAY TÜBİTAK 1001 ARDEB
2. Dönem		 MFAG Genelleştirilmiş Robertson-Walker uzay zamanı negatif tanımlı 1-boyutlu taban ile bir Riemann manifoldunun Lorentziyen çarpık çarpımıdır (İNG. warped product). Genelleştirilmiş Robertson-Walker uzay zamanları hem matematiksel hem de fiziksel açıdan çok önemli modellerdir (Bondi ve Gold, 1948; Hawking ve Ellis, 1973; O’Neill, 1983). Örneğin, genel görelilikte genelleştirilmiş Robertson-Walker uzay zamanı tarafından içerilen klasik Robertson-Walker uzay zamanları evrenin erken çağı ve en son çağı hariç, evrenin ilk genişleme tanımlarını daha iyi anlaşılmasını sağlamaktadır (Hawking ve Ellis, 1973; O’Neill, 1983). Genelleştirilmiş Robertson-Walker uzay zamanları de Sitter, Minkowski ve anti-de Sitter uzay zamanlarını ve ayrıca Friedmann'ın kozmolojik modellerini de içermektedir.
Bir uzay zamanı, Lorentziyen bir metriğe sahip dört boyutlu türevlenebilir bir manifold olarak tanımlanır. Genel görelilikteki önemli kozmolojik model ailelerinden biri de Robertson-Walker uzay zamanlarıdır ve tanımı aşağıdaki şekilde verilir:
g_f^c=-dt^2+f(t)^2 g_c olmak üzere, Lorentziyen çarpık çarpım metriği g_f^c ‘ye sahip
L_1^4 (f,c)=I×_f R_c^3=(I×R_c^3,g_f^c)
uzayına Robertson-Walker uzay zamanı denir. Burada, f çarpıtma fonksiyonu (İNG. warping function) I açık aralığında tanımlı pozitif değerli bir fonksiyondur. R_c^3 ile metriği g_c olan c sabit eğrilikli üç boyutlu bir Riemann manifoldu gösterilmektedir ve c=0,c>0 ile c<0 durumlarında, sırasıyla, 3-boyutlu Euclid uzayı E^3, 3-boyutlu küre S^3 (c) ve 3-boyutlu Hiperbolik uzay H^3 (c) ‘den ibarettir.
Robertson-Walker uzay zamanlarındaki özel yüzeyleri veya hiperyüzeyleri inceleyen çok fazla makale olmasına rağmen, bunlardan sadece birkaçı dejenere olmayan alt manifoldların diferansiyel geometri bakış açısıyla incelenmesiyle alakalıdır. Örneğin, L_1^4 (f,c) Robertson-Walker uzay zamanlarında yarı-minimal (İNG. quasi-minimal) pozitif göreceli sıfırlığa (İNG. positive relative nullity) sahip yüzeyler ve tümden jeodezik yüzeyler (Chen ve Van der Veken, 2007) makalesinde sınıflandırılmıştır. Ayrıca, bu çalışmada L_1^4 (f,c) Robertson-Walker uzay zamanlarındaki tümden umbilik veya paralel yüzeyler incelenmiştir. Diğer taraftan, genelleştirilmiş Robertson-Walker uzay zamanlarının dejenere hiperyüzeyleri ve alt manifoldları ile ilgili (Kang, 2012, 2014) makalelerinde sonuçlar elde edilmiştir. Bu nedenle RWSTSubmanifolds projesi birçok geometrici için ilgi çekici olacak ve bu proje literatürdeki önemli bir boşluğu dolduracaktır.
RWSTSubmanifolds projesinin temel amacı, Robertson-Walker uzay zamanların dejenere olmayan alt manifoldlarını diferansiyel geometri bakış açısıyla incelemektir. Böylece, Robertson-Walker uzay zamanlarındaki bu tür alt manifoldların geometrik özelliklerinin anlaşılması amaçlanmaktadır. Bu nedenle, bu projede L_1^4 (f,c) Robertson-Walker uzay zamanında biharmonik, bikonzörvatif (İNG. biconservative) alt manifoldlar, yarı-minimal yüzeyler ve Ricci solitonları kabul eden hiperyüzeyleri içeren (ancak bunlarla sınırlı olmayan) problemlerin çözülmesi amaçlanmaktadır.
Bu projenin en önemli amaçlarından biri de bursiyerlerin diferansiyel geometri ile ilgili yüksek lisans tezlerini tamamlayarak onları doktora yapacak duruma getirmek ve doktora öğrencisinin ise çalışmalarının ivme kaybetmeden devam etmesine yardımcı olmaktır.
Proje süresince elde edilen sonuçların fiziksel yorumları ile ilgilenilmeyecektir. Bu nedenle, sonuçlar kısa vadede fizikçilerin dikkatini çekmeyecektir. Ancak sonuçların geometri literatüründe büyük bir önem kazanacağı düşünülmektedir. Bu nedenle, projeden elde edilen sonuçların saygın matematik dergilerinde yayınlanmasını beklenmektedir.
Proje tamamiyle teorik bir çalışmadır. Problemleri çözmek için alt manifold teorisinin temel denklemleri kullanılacaktır. Sembolik hesaplamalar için Wolfram Mathematica ve/veya MATLAB kullanılacaktır. RWSTSubmanifolds projesinde, karşılaşılan kısmi diferansiyel denklemlerin analizi sadece analitik olarak yapılacaktır; yani, sayısal çözümler ile uğraşılmayacaktır.
Proje süresi 30 ay olup, proje ekibi proje koordinatörü, iki araştırmacı, bir danışman ve üç bursiyer olmak üzere 7 kişiden oluşacaktır. Proje ekibindeki kişilerin rolleri 3. Bölümde ayrıntılı olarak anlatılacaktır.		 Robertson- Walker Uzay Zamanların Alt Manifoldları (RWSTSubmanifolds) Fen Edebiyat Fakültesi Matematik Bölümü
Dr. Öğr. Üyesi Caner Ünlü TÜBİTAK 1001 ARDEB
2. Dönem		 KBAG Yenilenebilir enerji üretimi, son yıllarda etkisi giderek artan küresel ısınmaya ve büyük bir ekonomik yük olan yüksek miktarda enerji üretim/tüketim sorununa karşı sunulan etkili çözümlerden biridir. Ayrıca, günümüzde petrol ve türevi enerji kaynaklarının tükenme sinyalleri verdiği göz önüne alınırsa, geleceğin en önemli enerji kaynaklarından birinin yenilenebilir enerji olacağı düşünülmektedir. Yenilenebilir enerji, biyokütle, rüzgar, güneş gibi doğada kendiliğinden var olan kaynaklardan elde edilmektedir. Bu kaynaklardan biri olan biyokütle, canlı organizmaların ürettiği ve enerjiye dönüşebilen biyomoleküllerden oluşmaktadır. Biyokütle üretimi genellikle bitkiler aracılığı ile yapılmaktadır. Diğer taraftan, bitkiler dışında yosun gibi fotosentetik organizmalar da biyokütle üretme kapasitesine sahiptir ve son yıllarda biyokütle üretiminde kullanılmaya başlanmıştır.
Fotosentez, bitkilerin ve yosun gibi canlıların güneş enerjisini kullanarak karbondioksit ve suyu besine dönüştürme sürecidir. Işık ve karanlık reaksiyonları olmak üzere iki aşamadan oluşan fotosentez, birçok organizmada ışık-reaksiyonlarıyla başlamaktadır. Işık reaksiyonları ise ışığın hasadıyla başlamaktadır. Fotosentezin başlangıç noktası olan ışık hasadı süreci, aynı zamanda fotosentezin ne kadar randımanlı çalışacağının da bir göstergesidir. Işığı daha iyi hasat eden organizmalar, daha efektif fotosentez yapabilmekte ve sonuçta daha fazla besin üretebilmektedir. Fazla üretilen besin, biyokütle olarak saklanmaktadır.
Fotosentetik organizmalarda ışık hasadını daha efektif hale getirmek, kuantum nokta–fotosentetik protein kompleksi konjugatları oluşturmak suretiyle mümkündür. Kuantum noktalar, 2-10 nm boyut aralığında yarı-iletken floresan nanokristallerdir. Farklı organik gruplarla modifiye edilebilir yüzeye, yüksek fotokararlılığa, yükse parlaklığa ve dış etkenler ile kolay kolay bozunmayan bir yapıya sahiptirler. Kuantum noktalar son yıllarda fotosentetik organizmaların fotosentez verimini ve biyokütlesini arttırmaya yönelik birçok çalışmada etkin olarak kullanılmışlardır. Yosunlarda ve farklı organizmalarda kuantum noktalar fotosentez mekanizmasının gerçekleştiği fotosentetik protein kompleksleri ile etkileştirilmiş, bu komplekslerin temel yapıtaşı olan ve ışık hasadından sorumlu biyomolekül klorofile enerji akışı sağladığı gözlemlenmiştir. Enerji akışı miktarı ve yönü, floresant bir biyomolekül olan klorofilin emisyon spektrumundaki değişimler incelenerek anlaşılmıştır. Kuantum nokta eklenen türlerde, aynı zamanda biyokütle artışı gözlemlenmiştir.
Önemli bir yosun türü olan Chlamydomonas reinhardtii, biyolojide rol model kullanılan bir fotosentetik organizma olup, gen haritası tamemen çıkarılmış ve her türlü mutantı / protein kompleksi ticari olarak bulunabilen bir organizmadır. Chlamydomonas reinhardtii fotosentez üzerine yapılan çalışmalarda sıklıkla kullanılmaktadır ve son yıllarda ucuz üretimi, kolay bulunabilir olması ve ticari olarak tüm mutantlarına/protein komplekslerine ulaşılabilir olması sebebi ile biyokütle/biyoyakıt üretim çalışmalarında da kullanılmaya başlanmıştır.
Bu projede, farklı yapıya ve farklı yüzey özelliklerine sahip kuantum noktalar sentezlenerek, kuantum noktalar ve Chlamydomonas reinhardtii’den elde edilmiş fotosentetik protein komplekslerinin alt birimleri arasında gözlemlenen enerji akış şeması aydınlatılacaktır. Bu amaçla kuantum noktalar fotosentetik protein komplekslerinin alt birimleri ile etkileşime geçirilecek ve bu etkileşim sonucu oluşan enerji akışı şemaları çıkarılarak hangi alt birimler ile kuantum noktaların daha iyi etkileştiği ortaya çıkarılacaktır. Bir sonraki aşamada, enerji akışında düşük role sahip veya enerji akışını engelleyen fotosentetik protein kompleksi alt birimler ve enerji transferine imkan vermeyen yapıya/yüzey özelliklerine sahip kuantum noktalar tespit edilecektir. Akabinde, enerji transferini engelleyen alt birimlerin bloke edildiği/olmadığı mutantlar elde edilerek enerji transferine imkan veren yapıya/yüzey özelliklerine sahip kuantum noktalar ile etkileşime geçirilecek ve canlı hücre ortamındaki kuantum noktaların zehir etkisi ve hücre içerisindeki enerji akış şemaları incelenecektir. Tüm bu sonuçlar Chlamydomonas reinhardtii’nin doğal fenotipi ile kıyaslanacaktır. Projenin son aşamasında, kuantum noktalar ile etkileşime geçirilen tüm mutantların ve doğal fenotiplerin toplam biyokütlesi belirlenecektir. Enerji akış şemaları, floresan ve UV-VIS spektrofotometreler kullanılarak belirlenecektir. Floresan spektrofotometre ile fotosentetik protein komplekslerinin yapıtaşını oluşturak klorofil molekülünün floresanında kuantum noktalar ile etkileşim sonucu oluşan değişimler izlenecektir ve enerji akışı belirlenecektir. Ayrıca, her bir örneğin ürettiği protein, karbonhidrat, yağ ve klorofil oranı belirlenerek biyokütle üretimindeki değişiklikler belirlenecektir.		 Kuantum noktalar ile Fotosentetik protein kompleksleri arasındaki etkileşimlerin araştırılması ve yenilenebilir enerji kaynağı olan yosun biyokütlesinin kuantum noktalar kullanılarak arttırılması Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Muhendisligi
Prof. Dr. M. Akif Sarıkaya TÜBİTAK 1001 ARDEB
2. Dönem		 ÇAYDAG Günümüz iklim değişiklikleri nedeniyle gün geçtikçe kaybolan buzulların araştırılması ve geçmişe ait kayıtların nicel olarak incelenmesi, geleceğe yönelik iklim öngörülerin sağlıklı yapılmasını sağlayacaktır. Hükümetler Arası İklim Değişikliği Paneli’nin (IPCC) 2021 yılında yayınlanan değerlendirme raporunda Dünya’nın yüzey sıcaklığı 1850’den beri 0,99°C artmıştır (IPCC, 2021). Bu artış kar ve buz örtülerinde ciddi miktarda azalmaya yol açmakta ve buzullar yılda 335 ± 38 Gigaton kütle kaybetmektedir (IPCC, 2019). Ülkemizde de durum çok farklı değildir. Sarıkaya (2012a) ve Azzoni vd.’nin (2019; 2020) yaptığı çalışmalara göre ülkemizin en büyük buzulu olan Ağrı Buz Takkesi son yıllarda en az üçte bir oranında küçülmüştür. Günümüze dönük bu ve benzeri çalışmaların ortaya koyduğu iklimsel değişim gerçekliği acaba geçmişte hangi büyüklükte ve sıklıkta olmuştu? O dönemlerde Türkiye’deki buzulların yayılımı nasıldı? Geçmiş buzullar ile günümüz buzulları arasında ne gibi coğrafik ve iklimsel ilişkiler vardır? Günümüzdekine benzer iklimsel değişimler geçmişte de meydana gelmiş miydi? Geçmişteki değişimlerin insan etkisinden yoksun olduğu düşünülürse, acaba doğal değişimlerin günümüz iklim değişikliklerine katkısı ne kadardı? Bu ve benzeri soruların yanıtlarını aramak için eski buzul kayıtlarının araştırılması gerekmektedir.Türkiye’nin buzul varlığını araştırmaya yönelik çalışmalar son yıllarda giderek artmaktadır. Kozmojenik izotoplar kullanılarak yapılan tarihlendirme çalışmaları Son Buzul Dönemi (Last Glacial Stage: günümüzden 120 bin yıl ile 11,7 bin yıl öncesi) buzulları hakkında önemli bilgiler vermektedir. Bu çalışmalar ülkemiz eski buzullarının çoğunlukla Son Buzul Maksimumu (Last Glacial Maximum: LGM, ~21 bin yıl öncesi) sırasında en geniş boyutlarına ulaştıklarını, daha sonra küçülerek bugünkü konumlarına geri çekildiklerini göstermiştir. Ancak bazı bölgelerde maksimum koşullar çok daha önceleri gerçekleşmiştir. Bunlardan bir tanesi de Doğu Karadeniz Dağları’dır (Reber vd., 2014). Burada buzulların neden daha önce bu kadar büyük boyutlara ulaştıklarının sebebi tam olarak bilinmese de yerel iklim koşullarının diğer bölgelere göre farklılıklar arz etmesinden kaynaklandığı öne sürülebilir. Türkiye’de yapılan buzul tarihlendirme çalışmaları genellikle ülkemizin batısında yoğunlaşmaktadır. Hâlbuki Anadolu’nun doğusu batısına göre çok daha yüksek bir topoğrafyaya sahiptir. Burada buzullar için çok daha elverişli koşullar mevcuttu(r). Bu nedenle doğu bölgelerimizde yapılacak buzul çalışmaları sadece Son Buzul Dönemi buzullaşmalarını değil aynı zamanda günümüz iklim ve çevresel değişimlerini anlamamıza büyük katkı sunacaktır. Önerilen bu proje çalışması ile Doğu Karadeniz Dağları’nın geçmiş iklimini anlamak için buzul rekonstrüksiyonu yapılacaktır. Daha önceki çalışmalar bölgede Son Buzul Dönemi’nde geniş bir buzul yayılım alanı olduğunu göstermektedir (Akçar vd., 2007; 2008; Reber vd., 2014). Bölgede yaptığımız ön arazi çalışmaları da bunu destekler niteliktedir. Bu proje ile açık kaynak kodlu Paralel Ice Sheet Model (PISM) yazılımı kullanılarak bölgede buzulların geçmişte hangi iklimsel koşullar altında oluştukları araştırılacaktır. Bu amaca ulaşmak için 4 hedef belirlenmiştir. Bunlar; (1) model girdi veri setlerinin derlenmesi, (2) eski ve (3) güncel buzul sahalarının modellenmesi ve (4) hedef 1, 2 ve 3’ten elde edilen sonuçlara dayanarak, Doğu Karadeniz Dağları’nda ve yakın çevresinde son 120 bin yılın iklimine yönelik bir sentezin ortaya konulmasıdır. Doğu Karadeniz Dağlarında Son Buzul Dönemi paleoikliminin buzul akış modeli ile belirlenmesi Avrasya Yer Bilimleri Enstitüsü Katı Yer Anabilim Dalı
Doç. Dr. Volkan Sezer TÜBİTAK 1001 ARDEB
2. Dönem		 EEEAG Otonom mobilite her geçen gün daha fazla hayatımıza girmekte ve çözüme yönelik çalışmalara daha fazla ihtiyaç duyulmaktadır. Mevcut projede üzerinde çalışılacak otonomi problemlerinden ilki, lokalizasyon problemidir. Bu doğrultuda, bir harita üzerinde robotun nerede olduğunu doğru ve hızlı biçimde anlamasını sağlayacak dayanıklı algoritmalar geliştirilmesi üzerinde çalışılacaktır. Ele alınacak diğer bir otonomi problemi, verimli bir lokal planlayıcı geliştirilmesi olacaktır. Lokal planlayıcının özellikle hareketli engellerin yoğun olduğu bölgelerde daha öngörülü çalışmasının sağlanmasına yönelik çalışmalar gerçekleştirilecektir. Son olarak otonom bir robotun önündeki kişi takibi yaparken karşılaşabileceği problemlerin çözülmesine yönelik geliştirmeler de proje faaliyetleri arasındadır. Tüm geliştirme çalışmaları, önce kavramsal olarak çözülüp benzetimlerle sınandıktan sonra, önceki Tübitak projemizde geliştirdiğimiz gerçek otonom tekerlekli sandalye platformu üzerinde doğrulanacaktır. Otonom Mobiliteye Yönelik İleri Otonom Sürüş Algoritmalarının Geliştirilmesi ve Uygulanması Elektrik Elelktronik Fakültesi Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bölümü
Doç. Dr. Çiğdem Altın Gümüşsoy TÜBİTAK 1001 ARDEB
2. Dönem		 MAG Bu proje kapsamında web siteleri ve mobil uygulamaların kullanılabilirliğinin değerlendirilmesi ve kullanıcı odaklı tasarımların sağlanması amacıyla yerli çevrimiçi kullanılabilirlik değerlendirme platformu tasarlanması amaçlanmaktadır. İlk olarak farklı türde web sitesi ve mobil uygulamaların kullanılabilirliğinin uzaktan (çevrimiçi) değerlendirilmesine olanak sağlayan bir uzman karar destek sistemi tasarlanacaktır. İkinci adımda web ve mobil uygulama geliştirmenin tüm süreçlerinde uygulanabilecek biçimsel ve özetleyici kullanılabilirlik değerlendirme yöntemlerini içerecek kullanıcı deneyimi testi tasarlanacaktır. En son adımda ise web ve mobil uygulama geliştiricilerinin kullanıcı testlerini yapabilecekleri ve uzmanların kullanılabilirlik değerlendirmesini destekleyen uzman karar destek sistemini içeren bir çevrimiçi kullanılabilirlik değerlendirme platformu (UXDigi) geliştirilecektir. Uzaktan Kullanılabilirlik Değerlendirmesi için Çevrimiçi Platform Tasarımı: UXDigi İşletme Fakültesi Endüstri Mühendisliği Bölümü
Doç. Dr. Abdullah Aydoğan TÜBİTAK 1001 ARDEB
2. Dönem		 KBAG Supramoleküler polimerler birbirleri ile uyumlu monomerlerin kovalent olmayan etkileşimler vasıtası ile geri dönüşümlü olarak bağlanabildiği materyallerdir. Geri dönüşümlü bu etkileşimler sayesinde kendi kendini onarabilen, şekil hafızasına sahip çevresel uyarılara duyarlı malzemeler oluşturulabilmektedir. Tıpkı konvansiyonel polimerlerde olduğu gibi farklı etkileşim motiflerine sahip monomerlerin bir araya getirilmesi ile hazırlanan ardışık supramoleküler polimerler hibrit özelliklere sahip malzemelerin üretimi için büyük öneme haizdir. Enerji, rejeneratif tıp, nanoteknoloji, çevre ve sentetik kimya gibi birçok alanda uygulama imkanı bulmuş bu malzemeler genelde katyonik misafir molekülleri ile bu misafirler ile etkileşime girebilecek ev sahibi monomerleri kullanılarak oluşturulmuştur. Ancak anyon ve katyon (ya da nötral yapılar) tanınmasının birlikte uygulandığı ardışık supramoleküler polimerler üzerine çalışmalar henüz rapor edilmemiştir. Anyonların doğa ve endüstrideki önemi göz önüne alındığında bu tip supramoleküler polimerlerin oluşturulması, özelliklerinin irdelenmesi ve üzerine bilgi birikimi oluşturulması büyük bir öneme haizdir.
Proje kapsamında taç eterler ve pillar[5]arenler ile ev sahibi-misafir etkileşimi yapabilecek kaliks[4]pirol türevleri ve yine kaliks[4]piroller ile etkileşime girebilecek taç eter ve pillar[5]aren türevlerinin hazırlanması ve bu makrosiklik monomerlerin birbirleri ile etkileştirilerek sekans kontrollü ardışık lineer supramoleküler polimerlerin oluşturulması hedeflenmektedir. Bu bağlamda n-alkil, n-alkilbromo, n-alkilnitril, paraquat ve amonyum tuzu içeren kaliks[4]pirol türevleri ve karboksilat üniteleri içeren taç eter ve pillararen türevleri sentezlenecektir. Organik çözücüler içerisinde hazırlanacak olan bu sistemlerde kalikspirol, taç eter ve pillar aren supramoleküler polimerlerinin özelliklerinin yeni ardışık supramoleküler polimerlerde harmanlanarak hibrit özelliklere sahip, sıcaklık ve kimyasallara duyarlı kendi kendini onarabilen hiyerarşik malzemelerin oluşturulması hedeflenmektedir. Bu sayede hem literatüre anyon ve katyon tanınmasının eş zamanlı olarak kullanıldığı supramoleküler polimer konsepti kazandırılmış hem de bu konsept ile oluşturulmuş dış uyarılara duyarlı, kendi kendini onarabilen supramoleküler polimerlerin ilk örnekleri ortaya konmuş olacaktır.		 Kalix[4]pirollerin Pillar[5]aren ve Taç Eterler ile Dış Etkenlere Duyarlı, Kendi Kendini Onarabilen Supramoleküler Kopolimerleri ve Hiyerarşik Malzemeleri Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Muhendisligi
Prof. Dr. Zeynep Petek ÇAKAR TÜBİTAK 1001 ARDEB
2. Dönem		 Dünya nüfusundaki artışa paralel olarak temel gıda maddelerine olan ihtiyaç da her geçen gün artmaktadır. Özellikle fırıncılık sektöründe kullanılan Saccharomyces cerevisiae mayası bu alanda öne çıkmaktadır. Maya ve ilgili ürünlerin yüksek verimle üretimi, tüketiciye ulaştırılması ve saklanması bu sektör için önem arz eden konulardır. Fırıncılık sektöründe kullanılan maya hücrelerinin bulundukları hamurun -18°C’ye dondurularak saklanması ve çözdürülerek kullanılması halinde dondurma-çözdürme süreçleri ve bunlardan kaynaklanan fizikokimyasal streslerin de etkisi ile maya aktivitesinde ciddi düşüşler yaşanmaktadır. Donma-erime stresi etkilediği kompleks mekanizmalar sebebiyle hücrelerde ozmotik, oksidatif ve ısı şoku gibi farklı streslere yol açmaktadır. Bu nedenle dondurulmuş hamurlarda kullanılan mayaların don-çöz sonrasında metabolik ve proteomik düzeyde hangi yolaklarının etkilendiğine dair detayların ortaya konması kompleks dirençlilik mekanizmalarının aydınlatılmasında oldukça önemlidir. Bu noktadan hareketle, metabolik olarak kompleks mekanizmaların geliştirilmesi için çok güçlü bir yöntem olan evrimsel mühendislik (evolutionary engineering / adaptive laboratory evolution) yöntemi kullanılarak donma-erime stresine dirençli laboratuvar ve endüstriyel suşlar grubumuzca geliştirilmiştir. Mikroorganizmaların endüstriyel açıdan önemli özelliklerinin geliştirilmesini amaçlayan evrimsel mühendislik yönteminin Türkiye’de önderliğini yapan Prof. Dr. Zeynep Petek Çakar ve araştırma grubunun önceki çalışmaları, yöntemin avantajlarını ve başarısını göstermektedir. Benzer şekilde sektörün Türkiye’deki lideri konumunda olan ve projede de yer alan Pakmaya şirketi ortaklığı ile geliştirilen ve projede kullanılması planlanan donma-erime stresine dirençli endüstriyel suş ise yöntemin endüstriyel açıdan uygunluğunun bir göstergesi niteliğindedir. Donma-erime stresine direnç kazandırılmış endüstriyel ve laboratuvar tipi Saccharomyces cerevisiae maya suşlarının endüstriyel açıdan önemli özelliklerinin analizi ve donma-erime stres direncinin moleküler altyapısının omik yöntemlerle belirlenmesi Fen Edebiyat Fakültesi İTÜ Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü
Doç. Dr. Barış Kışkan TÜBİTAK 1001 ARDEB
2. Dönem		 KBAG Polibenzoksazinler yapısal olarak fenol-formaldehit reçinelerine benzemektedirler. Bu polimerler fenol-formaldehit sistemleri gibi termal olarak kararlı, yanmaya dirençli, korozif kimyasallardan düşük düzeyde etkilenen polimerlerdir. Bunlara ek olarak boyutsal kararlılıkları daha yüksek, camsı geçiş sıcaklıkları fenolik reçinelere kıyasla oldukça yüksek olabilmektedir. Literatürde Tg = 300 °C gibi değerlere sahip polibenzoksazinler mevcuttur. Mekanik özellikleri klasik fenolik reçinelere göre daha iyi olabilmektedir. Türevlendirilmeleri ve işlenebilirlikleri kolaydır ve birçok başka polimerle beraber kullanılabilirler. Kürlenme sırasında aromatik polimerlerle reaksiyon verebilir ve bu yapılara bağlanabilirler. Kül verimleri fenolik reçinelerden daha yüksektir ve düşük termal genleşme gösterirler. Belirtilen özellikleri nedeniyle polibenzoksazinler havacılık kompozitleri üreten firmaların ilgi alanındadırlar. Polibenzoksazinlerin birçok üstün özelliği yanında en temel sorunu sentezleri sırasında yüksek sıcaklığa ihtiyaç duyulmasıdır. Polibenzoksazinler 1,3-benzoksazin monomerlerinin katyonik halka açılma polimerizasyonu ile elde edilirler. Bu polimerizasyonun gerçekleşmesi için gerekli kürleme sıcaklıkları monomerin yapısına bağlı olarak 200-260 °C arasında olmaktadır. Oldukça yüksek olduğu kabul edilen bu değerlerin daha uygun sıcaklıklara indirilmesi polibenzoksazinlerin daha yaygın kullanılmasını sağlayacaktır. Beraberinde birçok uygulama daha kolay gerçekleştirecektir. Benzoksazin kimyasındaki en önemli sorunun giderimi için bu projede katalizör sistemleri önerilmektedir. 3 farklı katalizör yaklaşımı denenecektir. Bunlar sırasıyla, vulkanizsyon katalizörlerinin kükürt ile beraber kullanımı, tiyolaktonların amin kokatalizörlerle beraber kullanımı ve bazı iyonik likitlerin kullanımı şeklindedir. Projede katalizörlerin sonuç yapılara olan etkileri de incelenecek. Elde edilecek polibenzoksazinlerin termal/mekanik özellikleri katalizlenmemiş sistemlerle kıyaslanacaktır. Bu konuda bilgi birikimi yaratılacak ve insan kaynağı yetiştirilecektir. Benzoksazinlerin halka açılma polimerizasyon sıcaklığının düşürülmesi için çeşitli katalizör uygulamaları Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Muhendisligi
Prof. Dr. Ozan Sanlı Şentürk TÜBİTAK 1001 ARDEB
2. Dönem		 KBAG Polietilen, PE, son derece dayanıklı, kimyasallara karşı dirençli ve çok çeşitli ürünlerde kullanılan bir termoplastiktir. Termoplastik kauçuklar olarak da adlandırılan termoplastik poliolefin elastomerler, TPO, hem termoplastik hem de elastomerik özelliklere sahip malzemelerden oluşan bir kopolimer sınıfı veya polimerlerin fiziksel bir karışımıdır. TPO’lar hem kauçuksu malzemeler hem de plastik malzemeler için bazı avantajlar gösterir. TPO’nun kullanılmasının yararı, diğer malzemelere göre daha uzun bir ömür ve daha iyi fiziksel özelliklere sahip olmasının yanı sıra gerilmelere karşı elastik mekanik davranış göstererek orijinal şekline geri dönebilmektedir. Etilen bazlı TPO’lar bir PE iskelet yapısı içeren elastomerlerdir. Etilen bazlı TPO’lar, polietilenin özellikle yüksek esneklik ve yumuşaklık, düşük yoğunluk ve darbe mukavemeti gibi çeşitli performans hedeflerinin karşılanmasını sağlamak için geliştirilen bir plastik grubudur. Etilen bazlı TPO'lar, etilen ile 1-buten veya 1-hekzen gibi çeşitli komonomerlerin polimersizasyonundan veya çeşitli poliolefinlerin karışımlarından elde edilir ve olağanüstü performans özellikleri gösterir. Genellikle TPO'ları elde etmek için kısıtlı geometrili (constrain geometry cataylst, CGC) metalosen veya postmetalosen katalizör sistemleri kullanılır ve bu nedenle çeşitli yoğunluklarda ve eriyik akış hızlarında TPO'lar hazırlamak mümkündür. Bundan dolayı, Türkiye Plastik sektörünün ihtiyacı olan katma değeri yüksek ürünler geliştirmek için bu projede yeni kısıtlı geometrili (CGC) postmetalosen, pm, katalizörler ile birlikte yeni ısmarlama polietilenler ve etilen bazlı termoplastik poliolefin elastomerlerin üretilmesi amaçlandı.
Bu projeden üretilecek yeni PE ve etilen bazlı TPO’lar için yeni kısıtlı geometrili (CGC) postmetalosen, pm, katalizörler, "liganda dayalı katalizör tasarımı” konsepti kullanılarak hazırlanacaktır. Bu projede yapılacak çalışmalar şunlardır;
(1) Yeni asimetrik dianyonik çeşitli florlu gruplar ile modifiye edilmiş pirol ve yeni etilendiamin / yeni o-fenilendiamin birimi içeren ligandlarının ana hedef grub 4 metalleri ve ikinci hedef Si yarımetali, Al metali ile oluşturacakları yeni CGC tek katalitik merkezli pm-katalizörlerinin sentezleri ve yapılarının aydınlatılması.
(2) Yeni pm-katalizörler ile yeni PE?ler etilenin ve yaklaşık 10% komonomer içeren, etilen-1-büten, etilen-1-hekzen ve etilen-1-oktenin ısı ve basınç kontrollü reaktörlerde polimerizasyonlarından elde edilecektir. Polimerizasyon sonrasında pm-katalizörün aktivitesi belirlenecek, üretilen polimerlerin karakterizasyonu yapılacaktır.
(3) Yeni pm-katalizörler ile yeni etilen bazlı TPO?lar yaklaşık 35% komonomer içeren, etilen-1-büten, etilen-1-hekzen ve etilen-1-oktenin ısı ve basınç kontrollü reaktörlerde polimerizasyonlarından elde edilecektir. Polimerizasyon sonrasında pm-katalizörün aktivitesi belirlenecek, üretilen elastomerlerin karakterizasyonu yapılacaktır.
Bu projede Türkiye’de üretilmeyen postmetalosen katalizörler ve bu katalizörlerle mikroyapısı kontrol edilebilen çok çeşitli özelliklerde ısmarlama yeni PE’ler ve etilen bazlı TPO’lar elde edilecektir. Elde edilecek yeni PE’ler ve etilen esaslı TPO’ların darbe direnci yüksek, kolay renklenebilir, tok, esnek, düşük yoğunluklu ve hafif, diğer bileşenler ile kolay karışabilen, kolay şekil alabilen, eriyik mukavemeti yüksek ve kolay işlenebilir, daha düşük büzülme özelliklerine sahip olması beklenecektir Böylece, ülkemize yeni, katma değeri daha yüksek malzemeler üretirken, aynı zamanda bilime evrensel bir katkı bulunulacağı düşünülmektedir.		 Yeni Kısıtlı Geometrili Postmetalosen Katalizörler ile Ismaralama Polietilen, PE, ve Etilen Bazlı Termoplastik Poliolefin Elastomer, TPO, Malzemelerin Üretilmesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Muhendisligi

İTÜ Bilgi İşlem Daire Başkanlığı © 2021