Mimarlık ve doğadan öğrenme denildiğinde literatürdeki en yaygın paradigma doğadaki form ve strüktürlerin bir analoji ile yapıya aktarılması olmuştur. Doğada gözlemlenen oluşumların “ölçek”, “işlev” ve “oluşum süreçleri” insan yapımı strüktürlerden farklı olmasına rağmen, malzeme, enerji korunumu, hafiflik ve bu hafifliğe rağmen sahip oldukları dayanıklılığın pek çok ilerici mimara ve mühendise esin kaynağı olduğunu bilinmektedir [1,2]. Bu açılımı gören mimar ve mühendisler geçtiğimiz yüzyılda birçok morfolojik tasarım ve/veya strüktürel deneme/araştırma yapmışlardır. Mimarlık mirasında doğadan esinlenilmiş/öğrenilmiş pek çok örnek vardır; ağaç gibi dallanmış yapılardan, çiçek analojilerine, ağ yapılaşmalarından kabuklara, kristallerden yıldızlara kadar çok geniş bir yelpazede değişik metaforlardan yararlanıldığı görülebilir. Bu örneklere baktığımızda, mimarlıkta tasarım-üretim sürecinde doğadan esinlenme/öğrenme biçimleri iki şekilde karşımıza çıkar. İlki doğal objenin formunun alınıp biçimsel kaygılarla yapıya aktarılması diğeri ise yapılaşmada gözlemlenen oluşum biçiminin (malzeme, form, ve strüktürün oluşum sürecinin), deneysel verilerle mimari forma dönüştürülmesi. 20. yüzyılın ilk yarısına kadar tasarımcıların genellikle ilk yöntemin benimsediklerini söylemek olasıdır. Ancak Buckminster Fuller ve hemen ardından Frei Otto’nun “süreci” anlamaya yönelik sorgulamaları ve yeni form ve strüktür arayışları mimari tasarımda doğadan bilinçli öğrenme sürecinin başlangıcı olarak düşünülebilir [3,4]. Her iki durumda da üretilmiş mimarlık ürünleri formları strüktürleri geometrileri renkleri dokuları bakımından çağının öncüsü örnekler olarak literatürdeki yerlerini almıştırlar ve almaktadırlar.


Mimarlıkta kullanılmış bazı doğa analojileri (Bkz. İmaj Galerisi)

Mimarlık alanında da etkisi her geçen gün daha çok artan, tartışılan ve uygulamalarda sıklıkla görülen doğadan öğrenme/esinlenme/modelleme ve uyarlama ya da uygulama sürecine ilişkin çeşitli görüşler vardır. Tanyeli “...endüstri çağına strüktürel tasarımın dorukları bağlamındaki kimliğini veren yaklaşımın ‘çok büyük boyutlar’ sorununa getirilen yalın ve asal geometrilerken, endüstri ötesi çağı karakterize edecek olanın olağan boyutların natüralist ve biyomorfik geometrisi olacaktır” [6] diyerek gelecek yüzyıllarda mimarinin doğa ile nasıl etkileşeceğine dair bir öngörüde bulunmuştur. Benzer şekilde, Jencks “Architecture 2000 Predictions and Methods” [7] adlı kitabında mimari kavramları tartışırken 20. yüzyılın son on yılının biyolojik mühendislik etkisi altında biyomorfik kavramının mimarlık üzerinde çok etkili yıllar olacağını vurgulamıştır. Yeni yüzyıl mimarlığına dair bu ve benzeri birçok görüşte ortak olarak altı çizilen, biyolojik verilerin mimarlıkta yeni paradigmalar yaratacağıdır. Ancak anlaşılacağı gibi görüşler hala form ve şekiller üzerine yoğunlaşmaktadır.


1971 de Jencks tarafından öngörülmüş 20.yy mimarlığını etkileyecek kavramlar tablosu[7]

Yine “doğadan öğrenme” söz konusu olduğunda, son dönemlerde yenilikçi/yeni nesil, akıllı ve sürdürülebilir tasarımlar konusunda çalışmalar yapan araştırmacılar yeni bir kavramla karşılaşmaktadırlar. Biomimicry, biyos-hayat ve mimesis-taklit etmek köklerinden gelen ve benzer şekilde “Biyomimetik”, “Biyomimesis”, “Biyognosis” ve “Biyonik” terminolojileri ile de karşımıza çıkan bu kavram farklı disiplinlerde “doğadan öğrenerek” daha ileri teknolojiler geliştirilmesine yönelik araştırma ve çalışmalar için kullanılmaktadır. “Doğanın en iyi fikirlerinden taklit ederek öğrenmek” olarak da dilimize aktarılabilecek Biomimicry “doğadaki olası çözümleri veya çözüm potansiyellerini” birçok farklı disiplinde ve aslında disiplinleri bir araya getiren bir etkileşimle somutlaştırarak yeni bir bilim dalı adayı olarak anılmaya başlanmıştır. Daha önceleri doğayı gözlemleyerek deneyimler elde eden insanoğlu artık doğayı bir model olarak görmenin ötesinde, ondan bir karşılaştırma ölçütü ve bir akıl hocası olarak dersler almaktadır [8]. Benyus’a göre bu öğrenme süreci farklı disiplinlerde yaygınlaşarak devam ederse önümüzdeki yıllarda “biyomimetik bir devrim” yaşanacaktır. Tıpkı Benyus’un öngürüsünde olduğu gibi doğadaki malzemelerin ve formların gereksinim duyulan sağlamlık, hafiflik, dinamik ve statik yüklere dayanım, enerji korunumu sağlayan biçimsel ve yapısal özellikleri, sessizlik, kendini onarabilme gibi özelliklerinin gözlemlenmesi, çözümlenmesi ve modellenebilmesi birçok bilim insanının dikkatini doğadaki canlı ya da cansız oluşumlara yöneltmiştir. Örneğin “abalone” adı verilen bir deniz canlısının iç kabuğunun, yüksek teknolojiyle üretilen seramiklerden daha dayanıklı olduğunun fark edilmesi ya da örümcek ipeğinin çelikten daha sağlam olduğunun gözlemlenmesi, midyenin salgıladığı yapışkan maddenin suyun altında da etkili olduğunun anlaşılması, bal arısı peteklerinin geometrileri, malzeme özellikleri ve işlevi, köpüklerin en az malzemeli yüzeylerinin gerilimle elde ettiği dayanım, fotovoltaik pillere esin kaynağı olan fotosentez olayı ve doğada karşılaştığımız sayısız örnek çok farklı kullanım alanlarında, yeni ve sürdürülebilir malzeme gereksinimlerine çözüm üretmeye katkıda bulunacak birçok araştırma bu süreçlerin sonunda ortaya çıkmıştır. Gerçekten de araştırmalarını bu anlayışla yönlendiren pek çok bilim insanı için bu öğrenme süreci farklı disiplinlerde yaygınlaşarak devam ederse önümüzdeki yıllarda “Biyomimetik bir devrim” yaşanması şaşırtıcı olmayacaktır. Bu devrimin teknolojisi, endüstriyel devrimin tersine doğa insan ilişkisini düzenleyecek ve gelecek kuşaklara aktarılabilecek sürdürülebilir çevrelerin yaratılmasında önemli bir rol oynayacaktır [8]. Biyomimetik araştırmalar laboratuvarlarında (örneğin The Centre for Biomimetic and Natural Technologies, Bath Üniversitesi [9]; Centre for Biomimetics, Reading Üniversitesi [10]; Biomimetics New Zealand Inc, Yeni Zellenda [11]; Centre for Sustainable Design, İngiltere [12]; Biologically-inspired Product Development, Maryland Üniversitesi [13], ODTÜ’de doktora düzeyinde yapılan bazı araştırmalarda [14] ve diğerleri) devam eden çalışmalarda, yeni sistemler ve sürdürülebilir malzeme gereksinimlerine çözüm üretmeye katkıda bulunacak birçok ipucu ortaya çıkmaktadır ve diğer disiplinlerden insanlarla bilgi alışverişini sağlamak amacıyla arayüzler oluşturulmaktadır.

Bu kavramın mimarlık bağlamında da tartışılması, olası bütün potansiyellerinin anlaşılmaya çalışılması ve sonuç ürünlere yansıma biçimlerinin bir sistematik içinde tartışılması kaçınılmaz olmuştur. “Biyomimesis’in” farklı bilgi alanlarındaki uygulamalarına özellikle de mimarlıktaki uygulama biçimlerine kesin bir tanım getirmek ya da çerçeveler çizmek -bu uygulamalar teknoloji ve disiplinler arası ilişkiler sonucu çok farklı ve beklenmeyen sonuçlar yaratabildiğinden- gerçekçi olmamakla beraber her alan için farklı öngörüler mevcuttur. Örneğin, Benyus [8] ve Koelman’ a [15] göre “biyomimesis” mimarlıkta 3 temel uygulama alanı bulabilir:

1. Daha dayanımlı, güçlü ve kendi kendine “birleşebilen” ve kendi kendini onarabilen malzemelerin geliştirilmesinde,

2. Binaların ve yapılı çevrenin iklimlendirilmesinde doğal süreç ve kuvvetlerin kullanılmasında,

3. Enerji korunumlu ve çevrimli, atıkların tekrar kullanılmasına olanak veren, kaynakları tüketerek değil kaynak üreterek yapılı çevrelerin oluşturulmasında.

Mimarlık alanında yukarıda özetlenen beklentilerin gerçekleştirilebilmesi, kuşkusuz günümüzde her alanda tartışılan ve beklenen sürdürülebilir bir çevre için çok büyük katkılar sağlayacaktır. Ancak burada tartışılması ve sorgulanması gereken, Biomimicry’nin mimarlıktaki potansiyellerinin yeterince anlaşılıp anlaşılamadığıdır. Doğadan öğrenme söz konusu olduğunda diğer disiplinlerde yarattığı etki mimarlıktaki etkisiyle karşılaştırıldığında mimarlıkta bir form arama sürecinden öteye gidemediği rahatlıkla gözlemlenebilir. Buna rağmen sonuç ürünler başarılıdır. Son dönemlerde disiplinlerarası ortaklıkları vurgulayan Biomimetik çalışmalar mimarlıkta “doğa ile uyumlu olma” [16] şeklinde algılamış, Koelman’ın vurguladığı gibi “çevreci” çalışmalara referans olmuştur. Doğadan esinlenme/öğrenme/uyarlama ve/veya uygulama etkileşimindeki, çok boyutluluk, ve disiplinlerarası işbirlikteliğini gerektiren karmaşıklık ve çok parçalılık, kullanılan sayısal hesaplama yöntemleri ve bilgisayar ve bilişim teknolojilerinin yoğunluğu göz önüne alındığında, mimarlıkta kendi sistematiği ve yöntemlerini kısacası “metodolojisini” geliştirmesi bir zorunluluktur [17,18]. Doğadan öğrenmenin salt analojinin ötesinde somut verilere dayandırılarak ve süreci anlamaya dönük yapılması gerektiğinin vurgulanması gerekmektedir. Bu çalışmada yazarların altını çizmeye çalıştığı temel farklılık, biyomimesisin mimarlığa yansımasında “metodolojinin” önemli olduğu ve bu kadar çok boyutlu ve çok disiplinli bir kavramın ancak, geliştirilmiş bir yöntemle doğru olarak ve beklenilen verimlilikte bir başka disipline -mimarlığa- aktarılabileceğidir. Mimarlık alanındaki “metodolojinin” geliştirilmesinde, doğadaki canlı ya da cansız yapılaşmaların form-strüktür-malzeme özelliklerinin eşzamanlı olarak şekillenmesinin, “Biomimesis’in” mimari tasarımda ne gibi farklılıklar yaratabileceği temel ipuçları olarak görülebilir. Günümüzde mimarlık alanının ve tasarımın daha şimdiden bir farklılaşma içine girdiği ve bilişim ve bilgisayar teknolojilerinin farklı alanları bir araya getirerek, tasarım olgusunu bir sonuçtan çok etkileşimli sürece dönüştürdüğü gerçeği kabul edilmektedir. Bu değişim aşamasında, süreci de belirleyen “Biyomimetik” parametreleri sürece katmak, tasarımların eniyilenmesi anlamında çok önemli bir rol oynayacaktır [19]. Form-strüktür-malzeme üçlemesinde doğadan öğrenmenin yolu, algoritmik düşüncenin mimarlık tasarımının bir parçası olmasında ve yapılacak olan bu benzeşimlerin sayısal ve/veya analitik modeller üzerinden geliştirilmesinde aranabilir.

* Semra Arslan Selçuk, Arzu Gönenç Sorguç (ODTÜ Mimarlık Bölümü)

Referanslar
1. Arslan Selçuk, S., Gönenç Sorguç, A., “Similarities in Structures in Nature and Man-Made Structures : Biomimesis in Architecture”, 2nd International Design and Nature Conference Comparing Design in Nature with Science and Engineering, Rodos, 45-54, 28-30 Haziran 2004. (This paper awarded with Young Researchers Scholarship conferred by Office Naval Research Global [ONRG] and Wessex Institute of Technology)
2. Arslan, S. and Kumkale E., “ Biomimesis: Architectural Inspiration For The Future” 5th International Postgraduate Research Conference in the Built and Human Environment11th – 15th April 2005, The University of Salford, UK
3. Arslan Selçuk, S. and Gönenç Sorguç, A., “Biomimesis in Architecture: Inspiration for Next Generation Po®table Buildings” Theory, Context, Design an Technology; Transportable Environments-3, Editor: Robert Kronenburg, Filiz Klassen, Taylor& Francis, NY, 2006.
4. Arslan Selcuk, S., “Mathematics as a Tool to Evaluate Biomimetic Inspirations: a Study on Seashell Modeling” Poster presented and published in the Proceedings of the 1st International CIB Endorsed METU Postgraduate Conference on Built Environment and Information Technologies METU-Ankara, Turkiye March 16-18 2006.
5. Portoghesi, P., Nature and Architecture, Skira Editore, Milan, 2000.
6. Boyut Çağdaş Dünya Mimarları Dizisi, Santiago Calatrava, Boyut Yayın Grubu, İstanbul, 2000.
7. Jencks, C., Architecture 2000: Predictions and Methods, International Thomson Publishing, London, 1971.
8. Benyus, J., “Biomimicry: Innovation Inspired by Nature”. William Morrow Company Inc., NY. 1997.
9. The Centre for Biomimetic and Natural Technologies, Bath Üniversitesi http://www.bath.ac.uk/mech-eng/biomimetics/ (en son erişim tarihi, Mart2007)
10. Centre for Biomimetics, http://www.rdg.ac.uk/Biomim/ (en son erişim tarihi, Mart2007)
11. Biomimetics New Zealand Inc, http://www.biomimetics.org.nz/ (en son erişim tarihi, Mart2007)
12. Centre for Sustainable Design, http://www.cfsd.org.uk/ (en son erişim tarihi, Mart2007)
13. Biologically-inspired product development, http://www.bioinspired.umd.edu/ (en son erişim tarihi, Mart2007)
14. Arslan Selcuk S., “A New Optimization Method in Architectural Design: A Biomimetic Approach” ODTÜ Mimarlık Fakültesi’nde devam eden doktora çalışması (Danışman: Arzu Gönenç Sorguç).
15. Koelman, O., “Biomimetic Buildings Understanding & Applying the Lessons of Nature”,http://www.rmi.org/sitepages/art1048.php (en son erişim tarihi, Haziran2003)
16. Arslan Selçuk, S., Gönenç Sorguç, A “Ekolojik Mimarlik Çalişmalarinda Doğanin En Iyi Fikirlerinden Öğrenmek” Ekolojik Mimarlık ve Planlama Ulusal Sempozyumu - Mimarlar Odası Antalya Şubesi, 27-28 Nisan 2007, Antalya
17. Gönenç Sorguç, A. ve Arslan Selçuk, S., “Yapay Zeka Araştırmaları ve Biomimesis Kavramlarının Günümüzde Mimarlık Alanındaki Uygulamaları: Akıllı Mekanlar”. 4.Yapı ve Kentte Bilişim Kongresi 8-9 Haziran 2006 Ankara
18. Arslan Selçuk, S., Gönenç Sorguç, A., “Mimarlık Tasarım Paradigmasında Biomimesis’in Etkisi” GÜMMF Dergisi Vol:22, No:2 Haziran 2007 .
19. Gönenç Sorguç, A., ‘The Evolving Role of Mathematics in Designing in Digital Medium’, Nexus Conference June 2006.
İmaj GalerisiBiomimicry