Genç Araştırmacı Seminer Serisi

Dr. Arman Tekinalp

Yapılandırılmış Yumuşak Sistemlerin Mekaniğini AnlamakÖZET

Bu konuşma, yumuşak ve ince yapıların kontrolü ile dinamik modellenmesini ve bunların akışkanlarla olan etkileşimlerini incelemektedir. Özellikle, viskoz akışlarla iki yönlü akışkan-yapı etkileşimlerini modelleyebilecek ölçeklenebilir yazılımlar ve algoritmalar geliştirmeye odaklanmaktadır. Bu araçlar, topolojik ve geometrik ilkelerle birleştirilerek, ahtapot kollarının karmaşık kas yapılarının kontrolünü nasıl sadeleştirdiğini ortaya koymayı ve bu bilgiden becerikli yumuşak robotlar tasarlamak için faydalanmayı amaçlamaktadır. Bu çalışma, Cosserat çubuk teorisini kullanarak yumuşak ve ince yapıların dinamiklerini modelleyen, kullanıcı dostu, açık kaynaklı ve ölçeklenebilir bir yazılım platformu olan PyElastica aracılığıyla gerçekleştirilmiştir. Cosserat çubuk teorisi, ince nesnelerin 3B dinamiklerini bir boyutlu Lagrange çerçevesinde verimli bir şekilde yakalar. Bunun üzerine inşa edilen algoritmalar, Cosserat çubuk teorisini Navier-Stokes denklemlerinin hız-girdap formülasyonu ile bütünleştirerek, viskoz akış içinde bulunan ince yapıların modellenmesini sağlar. Sonuç olarak, hem sert hem yumuşak, hem homojen hem de heterojen yapıların akışkan ortamlardaki davranışlarını doğru bir şekilde simüle eden, doğrulanmış çok-fizikli bir çerçeve elde edilmiştir. Bu altyapı ile, ahtapot kolları gibi kaslı hidrostatların olağanüstü çevikliğini ve yeniden yapılandırılabilirliğini sayısal simülasyonlarla anlamaya yönelik çalışmalar yapılmıştır. Bu amaçla, görüntüleme deneylerinden elde edilen verilere dayanarak 200’den fazla sürekli kasa sahip detaylı bir ahtapot kolu modeli geliştirilmiştir. Bu model sayesinde, karmaşık 3B kol hareketlerinin, topolojik ve geometrik özelliklerin depolanması, taşınması ve dönüştürülmesi yoluyla ve basit kas aktivasyon kalıplarıyla sağlandığı gösterilmiştir. Kolun mekaniği ve topolojisine dair bu anlayış temel alınarak, bir 3B geri besleme kontrolörü tasarlanarak otomatik kontrol sağlanmıştır. Kontrolörün başarımı, ulaşma ve izleme gibi çeşitli senaryolarla test edilmiştir; bunlar arasında 1.600 sürekli kas grubuna sahip sekiz kollu bir ahtapotun kontrolü gibi zorlu bir durum da yer almaktadır. Genel olarak, bu konuşma yeni fiziksel keşifleri ve çok yönlü sayısal algoritmaları ölçeklenebilir yazılım paketi halinde sunmaktadır. Bu katkılar, akışkan ortamlardaki karmaşık lif bazlı yapıların doğru bir şekilde modellenmesini mümkün kılmakta ve mühendislik, sağlık ve tıp alanlarında geniş uygulamalara olanak sağlamaktadır.KONUŞMACI HAKKINDA

Arman Tekinalp, Maryland Üniversitesi College Park Kampüsü Makine Mühendisliği Bölümü’nde Eleonora Tubaldi ile birlikte çalışan bir doktora sonrası araştırmacıdır. Doktorasını (2024) Mattia Gazzola danışmanlığında, yüksek lisansını ise (2019) Deborah Levin danışmanlığında Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi'nde tamamlamıştır. Lisans derecesini (2016) Orta Doğu Teknik Üniversitesi'nden Havacılık ve Uzay Mühendisliği alanında almıştır. Fulbright bursu sahibidir. Araştırmaları, yumuşak ve ince yapıların mekaniğini anlamaya ve bu yapıların dinamiklerini, sürtünmeli yüzeylerle etkileşime girdiğinde ya da akışkan içinde hareket ettiğinde doğru şekilde yakalayacak sayısal yöntemler geliştirmeye odaklanmaktadır. Çalışmaları PNAS ve Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering gibi dergilerde yayımlanmış olup, PNAS'ta yayımlanan bir makalesi dergi kapağı olarak seçilmiştir.ZOOM DETAYLARI

https://zoom.us/j/2837443344?pwd=NnZJaEpwQklJdUlxNGZtcFhRY0Rjdz09&omn=99976476223

Toplantı ID: 283 744 3344.

Şifre: 2354290

Tarih: 2 Mayıs 2025, CUMA. Saat: 14:00.İLETİŞİM

Dr. Orçun Koray Çelebi, Bilkent Üniversitesi

Email: orcun.celebi@bilkent.edu.trDaha fazla bilgi için seminer posterine göz atın: