Mühendis, bilimsel bilgileri ve matematiği kullanarak, yapılar, makineler, araçlar, sistemler, bileşenler, materyaller, süreçler, çözümler keşfeder, tasarlar, inşa eder. Üretimde “Sanayi 4.0” çağının mesleği mekatronik mühendisliği, makine mühendisliği, elektronik mühendisliği, bilgisayar mühendisliği, telekomünikasyon mühendisliği, sistem mühendisliği ve kontrol mühendisliğinin kombinasyonunu içeren multidisipliner bir bilim alanıdır. Teknoloji ilerledikçe, mühendisliğin alt alanları çoğalarak uyum sağlamakta. Mekatronik bu alt alanları birleştiren bir tasarım sürecini amaçlıyor.
“Mekatronik” sözcüğü Japonca-İngilizce kökenli olup, mühendis Tetsuro Mori tarafından 1969’da türetilmiştir. “Mekatronik” sözcüğü 1971 yılında Japon “Yaskawa” elektrik şirketi tarafından marka olarak tescillendi. Ancak daha sonra şirket, sözcüğün kamuya açık olarak kullanma hakkını serbest bıraktı ve “mekatronik” sözcüğü, dünyaya yayıldı. Günümüzde sözcük her dilde yer almaktadır ve sanayi için vazgeçilmez bir terim olarak görülmektedir.
Önceleri, mekatronik, yalnızca mekanik ve elektronik kombinasyonunu içeriyordu. Bu nedenle de mekatronik sözcüğü, mekanik ve elektronik sözcüklerinin bileşiminden oluşmuştu. Ancak, teknik sistemler gittikçe gelişerek daha karmaşıklaştığından, sözcüğün anlamı, dolayısıyla da meslek tanımı ve eğitimi daha başka teknik alanları da içerecek şekilde genişledi.
Günümüzde, mekatronik mühendisliği öğrencileri, makine, elektrik, bilgisayar, sistem, kontrol ve optik alanlarında eğitim görüyor. Fransız standardı NF E 01-010 şu tanımı kullanmakta: “Mekatronik, işlevselliğini iyileştirmek ve / veya optimize etmek amacıyla, mekanik, elektronik, kontrol ve bilgisayar bilimlerinin, ürün tasarımında ve imalatında sinerjik entegrasyonunu hedefleyen yaklaşımdır”. Halk arasında ise,”mekatronik” kavramı, “robotik” ve “elektromekanik mühendislik” ile eşanlamlı modern bir terim olarak bilinmekte.
Mekatronik mühendisleri, daha basit, daha ekonomik ve güvenilir üretim sistemleri oluşturmak için mekanik, elektronik ve bilgisayar teknolojilerini bir araya getirir. Endüstriyel robotlar, mekatronik sistemlerinin en tanınmış örnekleridir ve elektronik, mekanik ve verilen işleri hatasız yapacak bilgi işlem özelliklerini içerirler.
Mühendislik sibernetiği açısından, mekatronik sistemler kontrol mühendisliği sorunu ile de ilgilenir. Böyle bir sistemi kontrol etmek veya düzenlemek için kullanılır. Mekatronik modüller üretim hedeflerini gerçekleştirir ve üretim planında esnek ve hızlı üretim özelliklerini taşırlar. Modern üretim ekipmanları bir kontrol mimarisine göre entegre edilmiş mekatronik modüllerden oluşur. En bilinen mimariler hiyerarşik, poliark, heterarşik ve hibrid yapıları içerir. Teknik sonuç elde etmeye yönelik yöntemler, tasarımlarında formal yöntemleri kullanabilecek veya kullanamayacak olan kontrol algoritmaları tarafından tanımlanmaktadır.
Mekatronik için önemli olan hibrid sistemler, üretim sistemlerini, sinerji sürücülerini, gezegen araştırmalarında kullanılan gezginleri, anti-lock frenleme ve spin-assist gibi otomotiv alt sistemlerini, otomatik odaklamalı kameraları, video, sabit disk ve CD oynatıcılar gibi donanımları kapsar. Biyomekatronik ise, mekanik parçaları insanla bütünleştirerek adeta bir dış iskelet gibi çıkarılabilir aygıtlarla sağlık ve askerlik alanlarında önemli yer tutmaktadır.
Günümüzde, IoT ve mekatronik birbirlerinin tamamlayıcısıdır. İngiliz teknoloji araştırmacısı Kevin Ashton’un öncülük ettiği “Şeylerin İnterneti” ya da daha doğrusu “Nesnelerin İnterneti” (IoT), elektronik, yazılım, sensörler, aktuatörler ve ağ bağlantısıyla aygıtların birbirleriyle iletişimi olup, nesnelerin (tablet, telefon, klima, buzdolabı, fırın, otomobil, vb.) aralarında veri toplama, analiz etme ve iletebilmelerini sağlamaktadır.
“Nesnelerin İnterneti”yle ilişkili akıllı bileşenlerin birçoğu mekatronik tasarımıdır. IoT’nin gelişimi, mekatronik mühendislerini, tasarımcılarını, uygulayıcılarını ve eğitimcilerini, sürekli olarak mekatronik sistemlerin ve bileşenlerin algılandığı, tasarlandığı ve üretildiği yeni yöntemlerin araştırılmasına zorluyor. Bu araştırmalar, veri güvenliği, makine etiği ve insan-makine arayüzü gibi konuları da içeriyor.
Kaynakça:
-Dean C. Karnopp, Donald L. Margolis, Ronald C. Rosenberg, “System Dynamics: Modeling and Simulation of Mechatronic Systems”, Wiley, 2006.
-Robert Munnig Schmidt, Georg Schitter, Adrian Rankers, Jan van Eijk, “The Design of High Performance Mechatronics”, IOS Press, 2014.
Yazar:Oben Güney Saraçoğlu