Proje Yürütücüsü: Dr. Öğr. Üyesi Murat Göl

Proje Takımı: Dr. Öğr. Üyesi Ebru Aydin Göl (ODTÜ-CENG), Dr. Öğr. Üyesi Burcu Güldür Erkal (Hacettepe Ü.-İnşaat Müh.)

Proje Tipi: TÜBİTAK 1001 Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı

Gelişen teknoloji ile elektrik enerjisinin devamlılığı çok büyük bir önem kazanmıştır. Muhtemel bir felaket durumunda faaliyetlerini sürdürmek için elektrik enerjisine ihtiyaç duyan kritik müşteriler (hastaneler, kritik hükümet birimleri, askeri birimler, büyük sanayi kuruluşları vb.) mümkün olan en kısa sürede enerjilendirilmelidirler. Bu proje, deprem gibi felaket senaryolarını değerlendirmeyi ve elektrik dağıtım sisteminde oluşabilecek afet kaynaklı sorunların hızla ortadan kaldırılması için bir karar destek yöntemi geliştirmeyi amaçlamaktadır.

Kesintiden sonra elektrik dağıtım sistemlerinin ayağa kaldırılması, araştırmacıların uzun süredir üzerinde çalıştığı bir sorundur. Özellikle gelişmekte olan iletişim teknolojisi ile bu alandaki karar destek faaliyetleri önemli ölçüde gelişmiştir, ancak ciddi bir afet sonrasında ayağa kaldırma stratejileri hala ciddi bir araştırma potansiyeline sahiptir. Operasyonel hatalardan ve afet olaylarından kaynaklanan aksaklıkları ayıran temel fark, ağ yapısında meydana gelen değişikliklerdir. Büyük bir afetten sonra, şebekedeki bazı bileşenler (elektrik kutupları, dağıtım transformatörleri, vs.) kullanılamaz hale gelebilir ve her şeyden önce bu bileşenlerin mevcut durumu bilinmeyebilir. Başka bir deyişle, sistem operatörü, bir deprem sonrası ayağa kaldırılması istenen şebekenin topolojisi hakkında sınırlı bilgiye sahip olabilir. Bu projede, sistem operatörünün depremde hasar gören ve belirsiz bir topolojiye sahip olan şebekenin ayağa kaldırılmasına yardımcı olacak bir karar destek yöntemi geliştirilecektir. Bu şekilde enerji kritik müşterilere en kısa sürede teslim edilecek, dizel jeneratör kullanım süresi en aza indirilecek, daha güvenilir ve sürekli enerjilendirme sağlanacaktır.

Muhtemel bir deprem durumu için kritik sistem elemanları (enerji santrali, güç hattı, trafo merkezi vb.) Değerlendirilecek ve bu elemanların deprem sonrası tepkisini tahmin etmek için dinamik performans analizi yapılacaktır. Bu analitik yöntemlerle, bir deprem sonrasında bu elemanların sağlam kalma olasılığı belirlenecektir. Böylece, performans değerlendirmesi için bir prosedür oluşturulacaktır. Geliştirilen prosedür online olarak çalışacak ve depremin yeri ve ciddiyetini kullanarak en gerçekçi sonuçları hesaplayacaktır. Bu bilginin gerçek zamanlı olarak internet üzerinden gözlemevleri ve deprem araştırma merkezlerinin veri sunucularından alınması öngörülmektedir.

Proje kapsamında gerçekleştirilen yapısal analizden sonucunda elde edilen başarısızlık olasılıklarını kullanan Markov Karar Sürecine dayanan bir karar destek yöntemi geliştirilecektir. Geliştirilen bu yöntem, sistem operatörüne optimum karar desteği sağlamak için gerçek zamanlı olarak çalışır. Ayrıca, ayağa kaldırma için alandan alınan bilgiler (bildirimler, havadan görüntüler, ekiplerden geri bildirim, vs.) ile sürekli olarak güncellenen bir strateji önerecektir. İyileştirilmiş karar destek yöntemi, şebekenin elektriksel özelliklerini dikkate alarak şebekenin sorunsuz bir şekilde ayağa kaldırılmasını amaçlayacaktır.

Orta gerilim dağıtım sistemlerinde yaygınlaşan dağıtılmış üretim birimleri, geliştirilen karar destek yöntemi ile değerlendirilecektir. Geleneksel üretim tesislerinin restorasyon süresini en aza indirgemek için mikro ağlar olarak çalışabilme kabiliyeti de bu karar destek yöntemiyle değerlendirilecektir.

Proje Yürütücüsü: Doç. Dr. Özgür Ergül

Proje Tipi: TÜBİTAK 1001 Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı

Proje Süresi: 30 Ay

Proje Başlangıcı: 15 Ekim  2018

Desteklenen Personel: 2 doktora öğrencisi (tam zamanlı), 3 yüksek lisans öğrencisi (tam zamanlı)

Radyo ve mikrodalga frekanslarındaki antenlerden farklı olarak, elektromanyetik spektrumun THz ve optik frekanslarında aktif olan nanoantenler, çalışma prensipleri bakımından çok küçük antenler olarak tarif edilebilmektedir. Bu bakımdan, alıcı anten olarak çalışan bir nanoanten, optik frekanslarındaki elektromanyetik dalgaları toplayıp terminaline aktarabilmekte ve bu sayede optik enerji hasatına olanak sağlamaktadır. Verici olarak çalışan bir nanoanten ise, terminali içine giren yabancı taneciklerin algılanmasını mümkün kılmaktadır. Bu da, özellikle biyoloji ve kimya alanlarında kullanılan ve yoğunluğu az ancak önemli kimyasalların ayırt edilebilmesini sağlamaktadır. Binlerce çeşit olabilecek nanoanten tasarımlarının ortaya konabilmesi için ise, bu yapıların çok hassas elektromanyetik benzetimleri gerekmektedir. Ancak, literatürde varolan çözücü ve yazılımlardaki hassasiyet ve verimlik problemlerinden dolayı karmaşık nanoanten yapıları gerçekçi olarak modellenememekte ve bunlarla elde edilen tasarımlar üretildiklerinde düşük performans göstermektedir. Bu projede Maxwell denklemlerinin yakınsama olmadan kullanıldığı, karmaşık nanoanten problemlerinin hassas, verimli, ve hızlı çözümlerini gerçekleştirebilen bir elektromanyetik çözücü ve optimizasyon mekanizması geliştirilecek, ve bu mekanizmanın kullanılmasıyla üstün nanoanten tasarımları elde edilecektir.

Proje Yürütücüsü: Doç. Dr. Yeşim Serinağaoğlu Doğrusöz

Proje Tipi: TUBITAK 1001 Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı

Proje Süresi: 30 Ay

Proje Başlangıcı:

Desteklenen Personel: 2 Doktora Öğrencisi (tam zamanlı) ve 1 Yüksek Lisans Öğrencisi (tam zamanlı)

Kalp hastalıkların teşhisinde ilk başvurulan yöntem olan klasik 12 kanallı elektrokardiyografi (EKG), aritmilerin tespiti için yaygın olarak kullanılsa da, kalbin elektriksel potansiyellerinin detaylı dağılımlarını, kalpteki elektriksel iletim bozukluklarını ve aritmilerin kaynaklarını belirlemekte yetersiz kalmaktadır. İleri düzey tetkikler ise çoğunlukla invaziv olduğu için uygulamaları hastaya en hafifinden rahatsızlık vermekte, bazen de istenmeyen komplikasyonlara yol açabilmektedir. Son yıllarda, noninvaziv elektrokardiyografik görüntüleme (EKGG) yöntemi, klinikte yenilikçi bir yöntem olarak ilgi çekmeye başlamıştır. Bu yöntemde, çok kanallı EKG sistemleriyle kaydedilen vücut yüzeyi potansiyellerinden (VYP) ve gövdenin geometrik yapısıyla dokuların iletkenlik değerlerini kullanarak elde edilen matematiksel bir modelden faydalanarak kalpteki elektriksel potansiyeller hesaplanmaktadır. Özellikle normal iletim sistemine aykırı olarak elektriksel aktivitenin kalpteki bir odaktan kaynaklandığı prematüre ventriküler kasılım (PVC) adı verilen aritmi tipi, ileri seviyelerde fibrilasyona ve ölümlere yol açabildiği için EKGG’nin üzerinde durduğu bir aritmi tipi olmuştur. Klinik uygulamada bu aritmilerin tedavisi, invaziv elektrokardiyografik görüntüleme yöntemleriyle PVC odaklarının tespit edilmesi ve ablasyon uygulanması ile gerçekleştirilmektedir. Noninvaziv EKGG, bu odakların yerini ve kalp potansiyellerinin dağılımını ablasyon öncesi hekime sağlayarak, ablasyon planlaması yapabilme, böylece prosedürün süresini kısaltma potansiyeline sahiptir. Ancak EKGG’nin klinikte kabul gören bir yöntem haline gelebilmesi için modeldeki belirsizliklere karşı dayanıklı yenilikçi kestirim yöntemlerinin geliştirilmesine ve bu yöntemlerin klinik verilerle test edilmesine ihtiyaç duyulmaktadır.

Bu projedeki amacımız, istatistiksel kestirim yöntemlerini kullanarak, kalp yüzeyindeki elektriksel aktivitenin görüntülenmesi ve PVC odaklarının klinik olarak kabul edilebilir doğrulukta tespit edilebilmesidir. Bu yöntemlerde, belirsizlik içeren her parametre (epikart potansiyelleri başta olmak üzere, ölçüm hataları, geometrik modeldeki hatalar, bunların modellenmesinde kullanılan parametreler, vb), önsel olasılık yoğunluk fonksiyonları (pdf) vasıtasıyla modele dahil edilebilmekte, böylece çözümler deterministik yöntemlere göre daha yüksek doğrulukta elde edilebilmektedir. Ancak bu yöntemlerin başarısı için doğru modellerin ve önsel pdf’lerin kullanılması kritik önem taşır. Bu çalışmada, eldeki mevcut veriyi kullanarak önsel pdf’lerin nasıl seçileceği, model parametrelerindeki belirsizliklerin çözüme nasıl dahil edileceği, ve sonuçların doğruluğunun nasıl değerlendirileceği gibi, literatürde henüz sonuca varılamamış konulara açıklık getirilmesi hedeflenmiştir.

Baş Araştırmacı: Prof. Ece Güran Schmidt

Proje Yöneticileri: Prof. Ece Güran Schmidt (ODTÜ), Yük. Müh. Alper Yazar (ASELSAN)

Proje Tipi: TÜBİTAK/ARDEB 1003 – Öncelikli Alanlar Ar-Ge Projeleri Destekleme Programı

Proje Süresi: 36 Ay

Proje Başlangıcı: April 2018

Desteklenen Personel: 1 doktora öğrencisi (tam zamanlı, 36 ay), 2 yüksek lisans öğrencisi (tam zamanlı, 18 ay)

Günümüzde veri merkezlerinin çoğu CPU, hafıza, depolama, ağ bant genişliği gibi kaynakları ölçeklendirilebilir ve esnek şekilde sunabilmek için sanal sunuculardan oluşan bulut tabanlı hizmetler sunmaktadır. Bir bulut veri merkezi kaynakları kullanıcılara IaaS, PaaS ve SaaS hizmetleri şeklinde sunabilir.

Altyapıda bulunan fiziksel donanım kaynakları ile sunulan sanal kaynakların arasındaki ilişkinin düzgün kurulması gerekmektedir. Bulut kaynaklarının heterojenliği, gelecek iş yükünün doğası gereği tahmin edilemez olması ve bulut kullanıcılarının beklentilerinin farklılıkları düşünüldüğü zaman bu zor bir problemdir. Nihai olarak istenen, kullanıcının ihtiyacına en uygun kaynağı seçip kullandırmaktır.

Bir yandan da FPGA'lerin donanım hızlandırıcı olarak kullanılması problemlerin özelliği ve boyutuna bağlı olarak sağladıkları daha iyi performans ve daha az güç tüketiminden dolayı gittikçe yaygınlaşmaktadır. En güncel çalışmalarda FPGA gibi donanım kaynaklarının bulut tabanlı veri merkezlerinde kullanımı incelenmektedir. Sanallaştırma ve dinamik kaynak ataması özellikler kullanılarak donanım kaynakları kusursuz bir şekilde bulut temelli veri merkezlerine entegre edilmelidir.

Bu projede bulut tabanlı veri merkezleri için ACCLOUD (ACcelerated CLOUD) adını verdiğimiz yenilikçi bir mimari önerilmektedir. Önerilen mimari ile FPGA kaynakları kullanıcılara Iaas, PaaS ve SaaS seviyelerinde sunulabilecektir. Bu mimaride var olan bulut sunucuları FPGA ile güçlendirilecek ya da FPGA kaynakları tek başlarına çalışacaktır. FPGA kaynakları yeniden yapılandırılabilir bölgeler tanımlanarak sanallaştırılacaktır. OpenStack yazılımı ve bileşenleri var olan sanal kaynaklar ile beraber sanal FPGA kaynaklarının yönetimi için kullanılacaktır. ACCLOUD'un birinci büyük katkısı diğer çalışmalardan farklı olarak donanım kaynaklarını IaaS, PaaS ve SaaS olarak sunmasıdır.

İkinci büyük katkı ise tamamen yenilikçi bir yaklaşım ile tasarlanacak olan ACCLOUD-MAN isimli kaynak yönetim yaklaşımının var olan CPU, hafıza, ağ genişliği ve disk kaynakları gibi kaynakların yanına FPGA bölgeleri gibi yeni tip kaynakları ekleyecek ve tüm kaynakları ve IaaS, PaaS ve SaaS seviyesindeki istekleri değerlendirerek yönetecek olmasıdır. Bu sayede ACCLOUD-MAN, kaynakları global optimum noktaya yakın bir yerde kullandıracak ve SaaS isteklerinde gerekirse donanım kaynaklarını da kullandırarak performans artışı sağlayacaktır.

Projenin üçüncü büyük katkısı ise ACCLOUD ve ACCLOUD-MAN tasarımının gerçek donanımlar üzerinde gerçeklenmesi, donanım ve simülasyon ortamında detaylı bir şekilde test edilmesi olacaktır.

Proje alanlarında yetkin kişilerin yer aldığı takımların çalıştığı, ODTÜ tarafından yürütülen bir ana ve ASELSAN tarafından yürütülen bir alt projeden oluşmaktadır. ODTÜ proje takımı bilgisayar ağları için yüksek hızlı donanım mimarisi tasarımlarının araştırılması ve geliştirilmesi konusunda, ASELSAN proje takımı ise FPGA tabanlı karmaşık mimarilerinin gerçeklenmesi konusunda tecrübelidir.
 

Proje Yürütücüsü: Dr. Öğr. Üyesi Serdar Kocaman

Proje Süresi: 36 Ay

Proje Başlangıcı: 2017

Desteklenen Personel: 1 doktora ve 3 yüksek lisans öğrencisi katılacak.

Günümüzde yaygın olarak kullanılan platformlarında optik ve elektriksel yapılar beraber kullanılmaktadır. Verinin optik ve elektriksel alanlar arasında dönüştürülmesi gerekliliği ve elektriksel yapılarda hız olarak fiziksel limitlere dayanılmış olması, geleceğin internet platformlarında tamamıyla optik yapıların geniş yer bulacağını göstermektedir. Önerilen proje kapsamında optik modülatör ve anahtarlama yapabilen yapıların geliştirilmesi hedeflenmektedir. Geliştirilen yapılar optik tabanlı çalışmalarının getirdiği avantajlara ek olarak, özgün tasarımlar kullanılarak geniş bantlı olarak çalışacaklardır. Ayrıca, yapılar modern elektronik cihazların üretildikleri ortamlarda üretilebilecek şekilde çip üzerinde çalışacakları için seri üretime geçişleri de kolay ve düşük maliyetli olacaktır.

Proje Yürütücüsü: Doç. Dr. Barış Bayram (ULTRAMEMS)

Proje Süresi: 36 Ay

Proje Başlangıcı: 2017

Desteklenen Personel: Proje ile ilgili yürütülen araştırmalarda iki MS/PhD/mühendis (lisans ve üzeri mezun) ve iki lisans öğrencisi görev alacaktır.

Önerilen projenin damar görüntülemede üstün özellikleriyle sağlık alanında uluslararası düzeyde rekabetçi ve öncü bir çalışma olabileceği öngörülmektedir.

Proje Yürütücüsü: Prof. Dr. Elif Uysal-Biyikoglu

Proje Süresi: 36 Ay

Proje Başlangıcı: Ekim 2017

Desteklenen Personel: Doktora sonrası araştırmacı (12 ay), 2 tam zamanlı doktora öğrencisi araştırmacı (36 ay, 12 ay), 2 lisans bursiyeri (24 ay, 12 ay)

Haberleşme ağları üzerinde gönderilen veri paketlerinin türü ve gereksinimlerinde ciddi değişimler olmaktadır. Internet üzerinden veri gönderen kablosuz kontrol ve izleme sistemleri, sosyal ağlar üzerinde çalışan uygulamalar, otonom taşıtlar, sağlık takibi, finans gibi alanlarda karar vermek için kullanılan otomasyon yazılımları, Eşyaların Interneti vb. teknolojiler, başarılı çalışmak için yeterli sıklıkta gönderilen “güncellemelere” (yeni örnek/ölçüm/bilgi içeren paketlere) gereksinim duymaktadır.

Güncellemeye dayanan uygulamalar için verinin işlendiği ve kararların verildiği noktadaki bilginin yeterince taze oluşu önemlidir. Ancak, veri ağlarının optimal tasarımı için geleneksel olarak analiz edilen iki başarım kriteri, veri akış hızı ve gecikmedir.  Gecikme ve akış hızı ölçütleri bakımından en iyi gönderim yöntemlerinin Bilgi Yaşı (BY) bakımından en iyi olmayabileceği son 2-3 yıldaki literatürde gösterilmiştir.

2015 yılında başlayan çalışmalarımız ilk defa olarak gecikme altında BY’yi optimize eden iletim yöntemleri bulmak ve ilk defa olarak enerji kısıtları altında optimal BYnin nasıl elde edileceğini göstermek bakımından  literatüre öncülük etmiştir. Bu projede temel sonuçlar geliştirilecektir: çok kullanıcının güncelleme paketlerinin kablosuz erişim ortamında en doğru zamanda oluşturulması ve iletilmesi teorisi, stokastik süreçlerin Internet üzerinden uzaktan takibi için örneklenmesinde, en az hatayı verecek örnekleme teorisi geliştirilecektir. Ayrıca, ağ gecikme ve bilgi yaşı farkındalığı ile güncelleme gönderen uygulamaların dünyadaki ilk deneysel uygulamalarından biri gerçekleştirilecektir.

Proje Yürütücüsü: Doç. Dr. Barış Bayram (ULTRAMEMS)

Proje Süresi: 36 Ay

Proje Başlangıcı: 2017

Desteklenen Personel: Proje ile ilgili yürütülen araştırmalarda bir MS/PhD ve iki lisans öğrencisi görev alacaktır.

Beyinde kanamanın ilk 1.5 saat içinde tespit edilmesi, bir hastada kalıcı beyin hasarından kaçınmak için kritik önem taşır. Ancak, karmaşık mekanizmaları ve yüksek maliyetli olmaları nedeniyle MRI (Manyetik rezonans görüntüleme) ve CT (Bilgisayarlı Tomografi) gibi cihazlar gerekli zaman aralığında ulaşılabilir olmayabiliyor. Bu proje, insan beyni içindeki kanamayı tespit eden bir metod önerir.

Proje Yürütücüsü: Prof. Dr. Nevzat G. Gençer

Proje Tipi: TUBITAK 1001 Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı

Proje Süresi: 30 ay

Proje Başlama Süresi: Ekim 2017

Desteklenen Personel: 1 Doktora Sonrası Araştırmacı, 3 Doktora Öğrencisi (yarı zamanlı), 1 Doktora Öğrencisi (tam zamanlı), 1 Yüksek Lisans Öğrencisi (tam zamanlı)

Harmonik Hareket Mikrodalga Doppler Görüntüleme (HHMDG) yöntemi, tümörlü dokuların tanısı için dokuların elektromanyetik ve elastik/akustik özelliklerini birlikte kullanan yeni bir görüntüleme yöntemidir. Önerilen projede HHMDG yönteminin klinik olarak uygulanabilmesinin önünü açabilmek için sistem duyarlılığının, hızının ve doğruluğunu artırılması amaçlanmaktadır.

Meme kanseri tanısı için klinik uygulamada kullanılan mamografi yönteminde iyonize edici radyasyon kullanımı, yoğun meme dokusunda ayırt ediciliğin azalması ve görüntüleme sırasında memenin sıkıştırılması nedeniyle hastaya rahatsızlık vermesi gibi problemler mevcuttur. Top ve Gençer (2014) tarafından tümör tespiti için mamografinin dezavantajlarını ortadan kaldırma potansiyeline sahip karma bir yöntem olan HHMDG yöntemi önerilmiştir. Bu yöntemde odaklı ultrason dalgalarının ışıma kuvveti kullanılarak odak noktasında titreşim yaratılmaktadır. Eş zamanlı olarak dokuya dar bantlı mikrodalga işaret uygulanmaktadır. Geri yansıyan işaret tayfında titreşimden dolayı odak bölgesinin elastik ve elektriksel özelliklerine bağlı Doppler bileşeni oluşmaktadır. Odaklanılan bölge doku içinde taranmakta ve her bir tarama noktasında geri yansıyan işaretin Doppler bileşeni algılanıp işlenerek görüntü oluşturulabilmektedir. Yöntemin teknik fizibilitesi analitik (Top ve Gençer, 2014), sayısal ve deneysel çalışmalarla (Top, 2013), (Top vd., 2016) gösterilmiştir. Bu araştırma projesi kapsamında daha önceki çalışmalarda karşılaşılan problemlere yönelik çözümler geliştirilerek klinik uygulamanın önünün açılması planlanmaktadır.

Projede HHMDG sisteminin duyarlılığının, hızının, doğruluğunun ve güvenliğinin artırılmasına yönelik çalışmalar yapılacaktır. HHMDG yönteminde Doppler frekansı ana frekans bileşenine çok yakın olduğundan (10-30 Hz), gönderme işaretinin faz gürültüsü sistemin duyarlılığını azaltmaktadır. Duyarlılığın artırılması amacıyla, alınan işaret tayfındaki ana işaret frekansı bileşeninin azaltılmasını sağlayacak bir alma devresi tasarlanacaktır. Ayrıca sistemin uzamsal duyarlılığı çoklu anten kullanılarak artırılacaktır. Sistemin tarama hızının artırılması amacıyla ultrason probunun sürekli hareketi sırasında veri toplanmasına yönelik çalışmalar yapılacaktır. Ayrıca, ultrason odağının elektronik olarak taranması için benzetim çalışmaları yapılarak, gerçeklenebilirliği araştırılacaktır. Sistem güvenliğinin izlenmesi amacıyla kavitasyon oluşumu ve sıcaklık artışının görüntüleme esnasında takip edilmesi için gerekli donanım ve yazılımlar geliştirilecektir. Bunun yanında, HHMDG verisi ile mikrodalga görüntüleme ile elde edilen dielektrik dağılımı birleştirilerek tümör tespit doğruluğunun artırılması da hedeflenmektedir.

Proje kapsamında yapılan çalışmalarda HHMDG yönteminin meme kanseri tanısında kullanılabilirliği fantom malzemeler üzerinde değerlendirilecektir. Mevcut sorunların çözümü ile klinik prototip geliştirme çalışmalarının önü açılacaktır. Yöntem, ultrason ve mikrodalgaların nüfuz edebildiği diğer dokularda da (prostat, karaciğer, vb.) kullanılabilme potansiyeline sahiptir.

Proje Yürütücüsü: Dr. Öğr. Üyesi Ozan Keysan

Proje Türü: TÜBİTAK/ARDEB 3501 – Kariyer Geliştirme Programı

Proje Süresi: 24 Ay

Proje Başlangıcı: Ekim 2017

Proje Ekibi: 1 doktora (yarı zamanlı) ve 1 yüksek lisans (tam zamanlı) öğrencisi.

Günümüzde elektrik motorları, toplam enerji tüketiminin %50’sinden fazlasını oluşturmaktadır. Değişken frekanslı motor sürücüler (VFD) endüstride gittikçe yaygınlaşmaktadır. Ayrıca önümüzdeki 10 yılda elektrikli araçların yaygınlaşması beklenmektedir. Havacılık sektöründe önceden hidrolik olarak yapılan kontroller artık elektromanyetik sistemlerle değiştirilmektedir. Buna ek olarak, savunma sanayi sektöründe mekanik yapılar yerini hassas servo motorlarına bırakmaktadır. Tüm bu sistemlerde elektrik motorları ayrı bir motor sürücü sistemi ile dışardan uzun kablolarla bağlanarak sürülmektedir. Bu durum sistemin toplam güç yoğunluğunun (W/kg, W/cm³) azalmasına neden olmaktadır. Ayrıca bahsedilen uygulamaların birçoğu yüksek güvenilirlik, yedeklilik ve arıza toleransına sahip motor sürücü sistemleri gerektirmektedir.

Bu projenin amacı elektrik motorunu ve motor sürücüsünü tek bir pakette birleştiren bir Tümleşik Modüler Motor Sürücü (Integrated Modular Motor Drive, IMMD) sistemi geliştirmektir. Bu kapsamda:

• Bu projede elektrik motor ve sürücüsünün tek bir paket altında toplanması böylelikle normal sistemlere göre daha yüksek bir güç yoğunluğu (5 kW/litre) elde edilmesi ve elektrikli araç, havacılık, uzay ve savunma sanayi gibi sektörlerdeki motor yerleştirme sorunlarının azaltılacaktır.
• Geliştirilecek sistemde elektrik motoru da güç elektroniği donanımı da paralel çalışacak modüler yapılardan oluşacaktır. Böylelikle tasarım ve kontrolde esneklik sağlanacak, ısı dağılımı arttığından soğutma kolaylaşacak ve sistemin yedekliliği arttırılacaktır.
• Arıza toleransı görev kritik sistemlerde (havacılık, savunma vb.) çok büyük önem teşkil etmektedir. Arıza toleranslı makinelerin en temel özelliği herhangi bir arıza durumunda anma gücünden daha düşük bir kapasitede çalışmaya devam edebilmesidir. Modüler yapı sayesinde bir modülde arıza çıkması durumunda bile sistem daha düşük güçte çalışmaya devam edebilecektir.

Proje kapsamında yeni nesil geniş bant aralıklı (WBG) Galyum Nitrat (GaN) güç yarıiletkenleri yüksek frekansta çalıştırılacaktır. Bu sayede konvansiyonel motor sürücü sistemlerine göre sürücü hacminin %30 oranında azalması, sürücü veriminin ise % 2 oranında artması hedeflenmektedir.

Proje çalışmaları açık kaynaklı olarak yürütülmekte olup, tüm çalışmalara ve makalelere https://github.com/mesutto/IMMD adresinden ulaşılabilir. Ayrıca yürütücünün yer aldığı araştırma grubu web sitesine http://power.eee.metu.edu.tr/ adresinden ulaşılabilir.

Projede hâlihazırda bir doktora öğrencisi çalışmakta olup, tam zamanlı bursiyer olarak çalışmalar yürütecek bir yüksek lisans öğrencisi aranmaktadır. Projede aynı zamanda Research League (http://power.eee.metu.edu.tr/research-league/) alt araştırma grubu içerisinde ve ODTÜ EEE STAR (http://star.eee.metu.edu.tr/current-program/) programı kapsamında 10 adet lisans öğrencisi çeşitli konularda çalışma yürütmektedir.

Proje Yürütücüsü: Dr. Öğr. Üyesi Figen Öktem

Proje Türü: TÜBİTAK/ARDEB 3501 – Kariyer Geliştirme Programı

Proje Süresi: 36 Ay

Proje Başlangıcı: Ekim 2017

Desteklenen Personel: 1 doktora öğrencisi (tam zamanlı), 1 yüksek lisans öğrencisi (tam zamanlı), 2 lisans öğrencisi 

Spektral görüntüleme, yani uzamsal bilginin dalga boyuna göre algılanması, fizik, kimya, biyoloji, tıp, astronomi, ve uzaktan algılama gibi çok çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılan, temel bir teşhis aracıdır. Ancak elde edilmesi amaçlanan üç-boyutlu görüntü bilgisinin iki-boyutlu detektörlerle kaydedilmesi gerekmekte, bu da görüntüleme tekniğinin uzamsal ve spektral kapsamında kaçınılmaz sınırlamalara neden olmaktadır. Örneğin, yaygın olarak kullanılan, dalga-boyunda filtrelemeye dayalı spektral kameraların uzamsal ve spektral çözünürlüğü, optik parçalarının üretilebilirliği ve maliyetiyle sınırlıdır.

Bu projede, filtrelemeye dayalı spektral kameraların fiziksel limitlerini aşmaya imkan tanıyabilecek, yenilikçi spektral görüntüleme teknikleri geliştirilecek ve deneysel başarımları incelenecektir. Geliştirilecek teknikler, hesaplamalı görüntülemeye dayanmaktadır. Görüntüleme işlevi, foton-süzgeci içeren bir optik sistem ile veri-işleme birimi arasında paylaştırılacaktır. Optik sistemden ölçümler alınacak; alınan bu ölçümler veri-işleme biriminde ters problem çözümünde kullanılarak spektral görüntüler sayısal olarak oluşturulacaktır. Bu amaçla, sıkıştırılmış algılama teorisinden ve güncel görüntü geri oluşturma yaklaşımlarından yararlanılacaktır. Foton süzgeci kullanılması sayesinde, özellikle morötesi ve x-ışını gibi kısa dalga boylarında, klasik spektral görüntüleme tekniklerinin ulaşamadığı, (kırınımla-sınırlı) yüksek uzamsal çözünürlüğe erişilmesi beklenmektedir. Ayrıca filtrelemeye-dayalı spektral kameralarla fiziksel olarak elde edilmesi mümkün olmayan spektral çözünürlüğün, bu hesaplamaya dayalı yeni görüntüleme tekniğiyle mümkün hale gelebileceği düşünülmektedir. Prototipler üretilerek, bu umut vadeden özellikler sadece sayısal benzetimler yoluyla değil deneysel olarak da test edilecektir.

Proje kapsamında, University of Illinois at Urbana-Champaign ve NASA Goddard Space Flight Center ile işbirliği yapılacaktır. Ayrıca proje süresince, tam-zamanlı birer yüksek lisans ve doktora öğrencisi ile iki lisans öğrencisine burs sağlanacak; böylece ülkemizde henüz çok gelişmemiş olan ve çok sayıda Nobel ödülüne sahip hesaplamalı görüntüleme alanına araştırmacı kazandırılacaktır.

Projede hâlihazırda iki lisans öğrencisi METU EE STAR Programı (http://star.eee.metu.edu.tr/current-program/) kapsamında çalışmalar yürütmektedir. Projeye tam-zamanlı bursiyer olarak dahil olacak ve yüksek motivasyona sahip birer yüksek lisans ve doktora öğrencisi aramaktayız. 

Proje Yürütücüsü: Doç. Dr. Barış Bayram (ULTRAMEMS ekibi)

Proje Süresi: 36 ay

Proje Başlangıcı: Kasım 2016

Desteklenen Personel: Projede çalışacak olan iki lisans ve bir yüksek lisans öğrencisi ile genç bilim insanlarının yetiştirilmesine katkı sunacaktır.

Bu yeni geliştirilecek mikrofon ile
•Küçük boyut
•Yüksek hassaslık
•Düşük enerji tüketimi
•Hızlanmaya dayanıklılık
•Uzun-dönem kararlı performans
elde edilecektir.

Fotonik üst-çevirimiyle silisyum güneş hücrelerinin veriminin arttırılması

Proje Yürütücüsü: Dr. Öğr. Üyesi Selçuk Yerci

Proje Süresi: 24 ay

Proje Başlangıcı: Ocak 2016 (?)

Desteklenen Personel: Proje 1 doktora ve 2 yüksek lisans öğrencisi tarafından gerçekleştirilecektir.

Dünyada kullanılan güneş panellerinin %90’ından fazlası silisyumdan (Si) üretilmiştir. Si’un elverişli olmasına rağmen tüm tek eklemli (tandem olmayan) güneş hücrelerinde olduğu gibi Si güneş hücrelerinde de iki temel enerji kaybı vardır. Bunlardan birincisi bant aralığından düşük enerjili fotonların soğurulamaması;  ikincisi, bant aralığından daha yüksek enerjiye sahip fotonların ürettiği elektron-deşik çiftlerinin enerjisinin bant aralığı seviyesindeki bir enerji değerine ısı yayarak (termalizasyon) düşmeleridir.
 
Güneş hücrelerinin temel kayıplarının azaltılması tayfın yeniden şekillendirilmesi ile gerçekleştirilebilir. Bu işlem, yüksek enerjili fotonların iki veya daha fazla daha düşük enerjili fotona dönüştürülmesi (alt-çevirim) veya enerjisi soğurucu malzeme bant aralığından küçük olduğu için soğrulamayacak olan iki veya daha fazla fotonun, enerjisi bant aralığından daha fazla olan bir fotona dönüştürülmesi (üst-çevirim) ile gerçekleşir.
 
Selçuk Yerci projenin amacını şu şekilde özetliyor: "Bu projede, üst çevrim yöntemi ile Si bant aralığından düşük enerjili fotonları yüksek enerjili fotonlara dönüştürerek çift taraflı Si güneş hücresinin verimini artırmayı hedefliyoruz. Proje ile iki tarafından da ışık alabilen Si güneş hücresi ülkemizde ilk defa üretilecektir. Daha sonra Si güneş hücresinin güneşin geliş yönüne göre arka tarafına üst-çevirim tabakaları üretilecektir. Son olarak bu üst çevirim tabakalarının üst çevirim verimleri fotonik yapılar sayesinde artırılacaktır."
 
GÜNAM müdürü Prof. Dr. Raşit Turan, Çankaya Üniversitesi öğretim üyesi Doç. Dr. İpek Koçer Güler ve Washington Üniversitesi St. Louis kampusü öğretim üyesi ayni zamanda ODTÜ-EEMB mezunu (Y. Lisans 1995 ve Lisans 1992) Doç. Dr. Şahin Kaya Özdemir, projede Dr. Öğr. Üyesi Selçuk Yerci ile birlikte çalışacaklardır.

Bu dönem, APP grubunda 2 lisans öğrencisi proje ile alakalı konularda STAR projesi yapmaktadır. Proje başlangıcından itibaren çalışmak üzere bir Y. lisans ve bir doktora öğrencisinin projeye dahil edilmesi için yüksek motivasyona sahip araştırmacı aramaktayız.