4. Geleceğin Mühendisleri Uluslararası Öğrenci

Sempozyumunu / 4th Engineers of Future International Student Symposium (EFIS)

EFIS 2020 PROCEEDING

ISBN NUMBER:

Editörler Arş. Gör. Engin KOCAMAN Arş. Gör. Volkan AKGÜL Arş. Gör Semih ENGÜN

Semih Engün�978-605-9678-20-9

CONTENTS / İÇİNDEKİLER TABLOSU

Bildiri Başlığı Sayfa No Uzaktan Algılama Tekniği ile Jeolojik Formasyonların İncelenmesi: Zonguldak İli Örneği 1

Arsa ve Arazi Düzenlemeleri Uygularında Hazine Taşınmazları Açısından Sorunsalın İncelenmesi 2

Güncel Mevzuat Çerçevesinde Kıyı ve Mülkiyet İlişkilerinin İncelenmesi 3

Arazi ve Arsa Düzenlemelerinde Taşınmaz Değerleri Kullanılarak Derece Dönüşüm Esaslı Bir Uygulama Stratejisi Geliştirme 4

İmar Uygulamalarında İptal Edilen Parselasyon Çalışmalarının Uygulama Öncesi Haline Geri Dönüşümü Probleminin İncelenmesi 5

TTK Karadon T.İ.M İçin Verimlilik Stratejileri 6 Piksel Ve Nesne Tabanlı Sınıflandırma Metodları Kullanılarak Rasat ve Landsat8 Uydu Görüntülerinden Detay Çıkarımı 7

Piksel ve Nesne Tabanlı Sınıflandırma Metodları Kullanılarak Göktürk 1 Uydu Görüntülerinin Değerlendirilmesi 8

Akustik İskandil ve Uzaktan Algılama Teknikleri Kullanılarak Batimetrik Harita Üretimi; Filyos Limanı Örneği 9

Türkiye’ Deki Tünel Ölçme Uygulamalarında Son Gelişmeler 10 Batimetrik Harita Üretiminde Hata Analizi Ve Deneysel Uygulaması 15 Yığın Liçi ile Altın (Au) Kazanımında Yığın Özelliklerinin İyileştirilmesi 16 Rastgele Orman ve Destek Vektör Makineleri Kullanarak Sentinel-2 Görüntüsünün Sınıflandırılması 17

Kent ve Kentleşme Özelinde Osmaniye İlimizde Yaşanan Mekansal Sorunlara CBS Destekli Çözüm Önerileri 21

Türkiye’deki Kıyı Erozyonlarının Zamansal Analizi “Karasu Örneği” 22 Seramik Sağlık Gereçleri Sektöründe Kullanılan İthal Şamot Malzemesinin Yerli Hammaddeler İle Üretilmesi ve Geliştirilmesi 23

Agro-Endüstriyel Atık suların Karakterizasyonu ve Biyometanizasyonu 24 Dalga Enerjisi ile Elektrik Üretimi 28 The investigation of natural organic matter removal from Ulutan Dam in Zonguldak city by combined coagulation process 29

Sayısal Arazi Modeli Oluşturmada Eğim Gruplarına Göre En Uygun Nokta Sayısı Tespitinin Araştırılması 30

Türkiye’deki Koronavirüs (COVID-19) Pandemisi Seyrinin Matematiksel Modelleme ile Değerlendirilmesi 31

Isı Enerjisi Depolama Amacıyla Kompozit Faz Değişim Malzemesi 35 Uçucu Küllerin Yüksek Plastisiteli Killi Zeminlerin Serbest Basınç Dayanımına Etkisi 39 RMR Kaya Kütle Sınıflama Sistemi Kullanılarak Ttk Kozlu Müessesesi -630 Kesesiye Galerileri İçin Tahkimat Önerileri 40

Su İletim Sistemlerinin Bilgisayar Tabanlı Modellenmesi 41 Investıgatıon of the Dıfferent Dough Concentratıons and Press Parameters on End Product Qualıty In BMC/SMC Processes 45

Biosynthesis of Various Metal Oxide Nanoparticles and Their Electrochemical Sensor Applications 46

Cellular Network Traffıc Forecastıng Models Based on Multılayer Perceptron Combıned Wıth Tıme Lags 47

Raspberry Pi Destekli Görüntü İşleme Yetenekli Personel Takip Sistemi Tasarımı 51 Design and Implementation of Maximum Power Point Tracker for Solar Powered Vehicles 55 Kronik Böbrek Hastalarının Tespitinde Sınıflandırıcı Algoritmalarının Karşılaştırılması 59 Termoelektrik Jeneratör İçin DC-DC Dönüştürücü Tasarımı 60 Yeni Doğanlarda Epilepsi Nöbetlerinin EEG Sinyalleri Kullanarak Dalgacık Dönüşümü ve Özellik Seçme Tabanlı Yöntemlerle Tespiti 64

Elektrik Santrali İçin Metasezgisel Algoritmalar İle Kesir Dereceli PID Kontrolör Tasarımı 68 MIG/MAG Gaz Altı Kaynağı İle Birleştirilen Mılux 500 Zırh Çeliklerinde Kaynak Hatalarının İncelenmesi 73

Bilişsel Radyolarda İyileştirilmiş Enerji Algılama Tabanlı Spektrum Algılama 74 Eşzamanlı Konumlardırma ve Haritalamada Sensör Çeşitlerinin Etkisi 79 Türkiye’deki CO2 Gazı Emisyonu Tahmin Modellemesi 84 Elektrospinning Yöntemiyle Nanolif Üretimi 85 Adli Bilişim, Dijital Deliller ve Bilişim Suçları Kavramlarının İncelenmesi 86 GRACE Uydu Verileri ile Su Kaynaklarının Analiz Edilmesi 90 Arduino ile Bluetooth Kontrollü Mobil Araba Tasarımı ve İmalatı 95 Mermer Ocaklarında Meydana Gelen Deformasyonun Dınsar ile Belirlenmesi 96 İnsansız Hava Aracı ile Çekilen Fotoğraflardan ve Videolardan Oluşturulan 3B Modellerin Karşılaştırılması 97

Kömür Gazlaştırma İçin PV Elektroliz Yöntemi İle H2 ve O2 Üretimi 101 İndis Modülasyonu Ve İndis Modülasyonu Tabanlı 5G Haberleşmesinin Farklı Sönümlü Kanallarda Başarım Analizi 107

Ege Bölgesi Deniz Yüzey Sıcaklık Değişimlerinin Zaman Serisi Analizleri ile İncelenmesi 108 Ege Bölgesindeki Deniz Seviyesi Değişimleri ve Meteorolojik Parametreler Arasındaki İlişkinin Korelasyon Analizleri ile İncelenmesi 113

Experimental And Numerical Analysis of Using Thermoelectric Generator Modules on Hexagonal Exhaust Heat Exchanger 119

Beyin Tümörünün Konum Tespitinde Trilineer İnterpolasyon Yönteminin Kullanımı 125 Şişme Deneylerinde Örselenmenin Etkisi 129 BaSrTiO3 Esaslı Seramik Tozların Sol-Jel Metodu İle Sentezi ve Karakterizasyonu 130 Mikrobiyal Hücre Fabrikalarında Yüksek Değerli Ürün Biyosentezi İçin Metabolik Mühendisliği 137

Kablosuz Haberleşme İçin Geniş Akıllı Yüzeylerin Kullanımının İncelenmesi 141 Termotaksi: Bakteriyel Termostatın Çalışmasında Konsantrasyona Bağlı Bir Anahtar 142 FDM 3B Üretim Teknolojisinde Değişken Bölgesel Doluluk Oranının, Ürünün Mekanik Özelliklerine Etkisinin Hesaplamalı Mekanik Yöntemleriyle Araştırılması 146

Türkiye ve Çin Bilgisayar Mühendisliği Programlarının Karşılaştırılması 150 Sakarya Üniversitesi Endüstri Mühendisliği Bölümü Derslerinin, Çalışma Alanları ile Eşleştirilerek Analiz Edilmesi 155

Bir Kamu Kurumunda Çok Kriterli Karar Verme Teknikleriyle Projelerin Önem Derecelerinin Belirlenmesi 159

CPM Yöntemiyle Proje Planlaması: Kullanıcı Arayüzüne Yönelik Bir Uygulama 165 Bir Termoelektrik Soğutucu Sisteme Ait Dinamik Modelin PI ve PID ile Kontrolü 166 Fonksiyonel Pres Tasarım, Analiz ve Prototip İmalatı 170 Gökçe Görüntü Kaynaştırma Yazılımı 171 Bir Derin Kazı Uygulamasının Sayısal Model Analizi 175 Zırhlı Muharebe Araçlarında Kullanılan Zırh Plakalarında Kaynak Sonrası Isıl İşlemin Birleşim Mukavemetine Etkisinin Araştırılması 176

Silikon Kauçuk Enjeksiyon Kalıplarında Soğuk Yolluk Bloğu Sistemlerinin İncelenmesi Entegrasyonu ve Karşılaştırılması 177

Gözenekli Seramiklerin Üretilmesinde Kullanılan Yöntemler 178

Taşıt Elemanlarında Kullanılan Alüminyum Köpük Malzemesinin Çarpışma Kutularının Üzerindeki Enerji Sönümleme Yeteneğinin İncelenmesi 179

Alüminyum Alaşımlarda Yüzey Pürüzlülüğünün Ölçümü 180 Üniversite Sanayi İşbirliği 181 Entegre Bulanık AHP ve Bulanık Topsısı Kullanarak Kentsel Mülteci Barınak Tasarımının Seçimi 182

Hastalık Teşhisinde Sınıflandırma Algoritmalarının Kullanımı ve Klinik Karar Destek Sistemi Geliştirilmesi 183

Agile With VFQ(Value, Flow, Quality) 184 Maden İşletmelerinden Kaynaklanan Çevresel Etkilerin İncelenmesi ve Yasal Süreci 185 Taşınmaz Geliştirme ve Değerlemede Risklerin Belirlenmesi İçin Uzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemlerin Potansiyeli Üzerine Bir Araştırma 186

Açık Kaynak Kodlu Coğrafi Bilgi Sistemi ‘’AKK CBS’’ Kullanarak Kamu Kurumları İçin Taşınmaz Değerlemesi 190

A Case of Sustaınable Housıng Project: Reyard House 194 Titanyum İlavesinin Demir Krom Borür Esaslı Sert Yüzey Alaşım Kaplanmış Çeliğin Yapısal Özellikleri Üzerine Etkisi 195

Development of Predıctıon Model For CO2 Gas Emıssıons in Turkey 199 Engebeli Arazide Hareket Edebilen Bluetooth Kontrollü Mobil Robot 200 Usıng the Data Mınıng Approach to Develop CRM Methodology 201 Ayarlanabilir İşitme Cihazı Tasarımı 202 Devrek-Adatepe Köyü Sülfür Tipi (Hidrotermal) Bakır Yatakların Oluşumları 203 Nesnelerin İnterneti (IOT) İle Güvenli Ağ Sistemi Tasarımı ve Yüz Tanıma Sahteciliğine Karşı Bir Kombinasyon Yöntemi Geliştirerek Mekanları Güvenli Hale Getirme 204

IGS İstasyonu Verilerinin Otomatik İndirilmesi ve IGS İstayonları ile Oluşturan Ağın Tasarımı 205

Nivelman Ağlarının Robust Kestrim Yöntemi ve Serbest Ağ Dengelenmesi ile Dengelenmesi ve Yöntemlerin Karşılaştırılması 209

DÜZENLEME KURULU (ORGANIZATION COMMITTEE)

Arş. Gör. Engin KOCAMAN (Düzenleme Kurulu Başkanı)

Arş. Gör. Dr. Berna AKSOY

Arş. Gör. Volkan AKGÜL

Arş. Gör. Muhammet KARABULUT

Arş. Gör. Semih ENGÜN

Elif ERKAN

İlayda İrem MUMCU

Çağla Aytaç DURSUN

Serdar AKAN

http://akademikcv.beun.edu.tr/cv/enginkocaman.htmlhttps://akademikcv.beun.edu.tr/cv/berna.oaksoy.htmlhttp://akademikcv.beun.edu.tr/cv/volkan_akgul.htmlhttp://akademikcv.beun.edu.tr/cv/karabulut.htmlhttps://akademikcv.beun.edu.tr/cv/semihengun.htmlhttps://www.linkedin.com/in/eliferkann/https://www.linkedin.com/in/ilaydairemmumcu/https://www.linkedin.com/in/aytacdursun/https://www.linkedin.com/in/serdar-akan-4b18b215a/

BİLİM KURULU (SCIENTIFIC COMMITTEE)

Prof. Dr. Şenol Hakan KUTOĞLU Dekan (Dean of Engineering Faculty), Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Prof. Dr. Şaduman ŞEN Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Sakarya Üniversitesi, Türkiye

Prof. Dr. Kaizmierz BECEK Geomatics Engineering, Wroclaw Universtiy of Science and Technology, Poland

Prof. Dr. Ayten GENÇ Çevre MÜhendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Prof. Dr. Uğur ŞEN Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Sakarya Üniversitesi, Türkiye

Prof. Dr. Yılmaz YILDIRIM Çevre MÜhendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Prof. Dr. Melih GENİŞ Maden Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Prof. Dr. İsmail Hakkı ÖZÖLÇER İnşaat Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Prof. Dr. Hale SÜTCÜ Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Doç. Dr. Adnan TOPUZ Makina Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Doç.Dr. Fatih ÇALIŞKAN Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Türkiye

Doç.Dr. Saygın ABDİKAN Geomatik Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Assoc. Prof. Dr. Mrutyunjay PANIGRAHİ Materials and Metallurgical Engineering, Indus University, India

Dr.Öğr. Üyesi Kurtuluş Sedar GÖRMÜŞ Geomatik Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Dr.Öğr. Üyesi Tuna ÜLGER İnşaat Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Dr. Öğr. Üyesi Seda KARTAL Elektrik Elektronik Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Dr. Öğr. Üyesi Nihat PAMUK Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Bilgisayar Mühendisliği, Türkiye

Dr. Öğr. Üyesi Hüseyin KEMALDERE Geomatik Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

https://geomatik.beun.edu.tr/personel/akademik-personel/

Öğr. Gör. Dr. Selçuk ŞİRİN Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Hendek Meslek Yüksek Okulu, Türkiye

Dr. K. Burak DERMENCİ Vrije Universiteit, Mobility, Logistics and Automotive Technology Research Cente, Brussel

Öğr. Gör. Dr. Bülent KILINÇ Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Arifiye Meslek Yüksek Okulu, Türkiye

Yük. Müh. Kadir ÇELİK Türkiye Taş Kömürü Kurumu, Maden Makinaları Fabrikası, İşletme Müdürü

HAKEM KURULU (ARBITRATION COMMITTEE)

Doç. Dr. Barış AVAR Metalurji ve Malzeme Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Dr. Öğr. Üyesi Oğuz KOÇAR Makina Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Dr. Öğr. Üyesi Sefa KOCABAŞ Çevre Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Dr. Öğr. Üyesi Özgür ZEYDAN Çevre Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Dr. Öğr. Üyesi Aladdin ÇAKIR Maden Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Dr. Öğr. Üyesi Muhammed Samet KILIÇ Biyomedikal Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Dr. Öğr. Üyesi Ayşe Bengü SÜNBÜL İnşaat Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Dr. Öğr. Üyesi Tuna ÜLGER İnşaat Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

Öğr. Gör. Dr. Selçuk ŞİRİN Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi, Hendek Meslek Yüksek Okulu, Türkiye

Arş. Gör. Dr. Berna AKSOY İnşaat Mühendisliği, Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi, Türkiye

PROCEEDINGS / BİLDİRİLER

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

11

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

22

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

33

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

44

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

55

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

66

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

77

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

88

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

99

1010

1111

1212

1313

1414

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

1515

TEŞEKKU� RBu çalışma 119E037 nolu TU� BI�TAK 1001 projesi dâhilinde desteklenmiştir. Bu vesile ile TU� BI�TAK'a teşekkürlerimizi arz ederiz.

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

1616

1717

1818

1919

2020

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

2121

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

2222

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

2323

2424

2525

2626

2727

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

2828

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

2929

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

3030

4.GeleceğinMühendisleriUluslararasıÖğrenciSempozyumu4thEngineersofFutureInternationalStudentSymposium

7-8Mayıs2020,Zonguldak,Türkiye

http://www.efis.beun.edu.tr

Türkiye’dekiKoronavirüs(COVID-19)PandemisiSeyrininMatematikselModellemeileDeğerlendirilmesi

KaanYetilmezsoy*1,MajidBahramian2,NecdetCemAyla3

ÖZET

Yenikoronavirüs (COVID-19)pandemisi, ilkolarakÇin’inHubeieyaletininyönetimmerkeziveenbüyükşehriolanWuhankentindeAralık2019’datespitedilmişolup,tümdünyayıetkisialtınaalmışdurumdadır.Bu çalışmanınyapıldığı 25Nisan2020Cumartesi günü itibarıyladünyadaCOVID-19kaynaklı2,908,206vakave202,501ölümraporedilmiştir.Ocak2020’den itibarenÇindışındadagörülmeyebaşlayanCOVID-19vakaları,ülkemizde(Türkiye’de) ilkkez10-11Mart2020tarihindegörülmüşve25Nisan2020tarihiitibarıylaTürkiye’ninkoronavirüsbilançosu107,773vakave2,706ölümdeğerleriylekayıtlarageçmiştir.Buçalışmakapsamında,Türkiye’dekikoronavirüspandemisiseyrinin matematiksel açıdan irdelenmesi hedeflenmiş ve ülkemiz için elde edilen verilere göresalgınınsürecihakkındabir tahminmodellemesiyapılmıştır.SalgınınşuanakadarTürkiye’depikdüzeydegörüldüğüzaman,enfeksiyonveiyileşmehızlarıvesalgınsonundamaruzkalınabilecekvakasayısıgibifaktörlergözönünealınarakbirikimlipozitifvakaveiyileşmesayılarıiçinlojistikmodellerönerilmişvemodelparametreleriMATLAB®programıvasıtasıylaNelder–MeadsimpleksdoğrudanaramaveBFGSQuasi-Newtonkübikdoğrultubelirlemealgoritmalarıkullanılarakçözümlenmiştir.GünlükvakavegünlükölümsayısıverileriiçinönerilenekponansiyelmodelleriseDataFit®programıvasıtasıyla Richardson ekstrapolasyonmetodu ve çift hassasiyetli Levenberg–Marquardt yöntemikullanılarak çözümlenmiş ve enfeksiyonun gidişatı yorumlanmıştır.Mevcut veri seyrinin ekstremdurumlar(kuralihlalleri,yenisalgındalgası,vb.)olmaksızınbenzerşekildeilerlemesidurumunda,Türkiye’dekiCOVID-19kaynaklıgünlükvakalarınMayıs2020’ninilkhaftasıitibarıyla1000’inaltınavesonhaftasıitibarıylada100’ünaltınainebileceğiöngörülmüştür.Tahminsonuçları,ülkemizdekisalgın sonunda 120,000’in üzerindemaruz kalınmış vaka olabileceğini ve enfeksiyonların sayısalanlamdasonaermesisürecininiseHaziran2020’ninsonhaftasınıbulabileceğinigöstermiştir.

Anahtar Kelimeler: Koronavirüs (COVID-19) pandemisi, Matematiksel modelleme, Lojistikfonksiyon,Nonlineerregresyonanalizi,İstatistikselanaliz,DataFit®,MATLAB®.

*SorumluYazar:YıldızTeknikÜniversitesi,Telefon:+902123835376,e-mail:yetilmez@yildiz.edu.tr1KaanYetilmezsoy:YıldızTeknikÜniversitesi,Telefon:+902123835376,e-mail:yetilmez@yildiz.edu.tr2MajidBahramian:YıldızTeknikÜniversitesi,Telefon:+902123835376,e-mail:majidbahramian401@gmail.com3NecdetCemAyla:YıldızTeknikÜniversitesi,Telefon:+902123835376,e-mail:cemaylaa@gmail.com

31

Giriş

Koronavirüs,diğeradıylaCOVID-19,1.4milyarınüzerindekinüfusuiledünyanınkalabalıkülkesiolanÇin’inHubeieyaletininWuhanşehrindekidenizürünlerivehayvanpazarında2019yılıAralıkayındailkkezvakalarıgörülen,bubölgedekiyetkililertarafındanWuhankoronavirüsüadıyladatanımlanmışolan ve solunumyoluyla insandan insana geçebilenbulaşıcı bir virüstür.Buhastalığın, genel olarakyüksekateşvenefesdarlığışikayetlerişeklindekendisinigösterenyenibirviralsolunumyoluhastalığıolduğu,damlacıkvedoğrudantemasyoluylabulaştığıraporedilmiştir.Bununlabirlikte,öksürükgibiyollarlayüzeylereyayılabileceksolunumdamlacıklarınındabelirlibirsürebulaşıcılıközelliğitaşıdığıbelirlenmiştir. Yapılan araştırmalar, herhangi bir belirti göstermeden virüsü taşıyan, kuluçkadönemindeki kişilerin de bulaşıcı olduğunu ortaya koymuştur. Ancak, kuluçka döneminde yayılmavirüsün en etkili yayılma gösterdiği dönem değildir. Virüs, solunum sistemine yerleştiğinden, hastabireylerden öksürme veya hapşırma yoluyla dışarıya saçılan damlacıklara ve hastaların solunumsalgılarınıntemasettiğiyüzeyleredokunulmasındansonraelleringöz,ağız,burunmukozasıtemasıenetkinşekildebulaşmayımeydanagetirmektedir.Salgın,küreselölçekteoluşturduğuetkilerindendolayıDünyaSağlıkÖrgütütarafından11Mart2020’depandemiolarakilânedilmiştir[1].

Ocak2020’denbuzamana(26Nisan2020,saat02:02)kadartümdünyada2,914,093vakave202,985ölümkaydıyayınlanmıştır[2].Mevcutzamanbilgisidahilinde,toplamvakasayısı100,000’inüzerindeolan ülkelerin sıralaması (vaka sayıları parantez içerisinde verilmiştir) Amerika Birleşik Devletleri(956,679)>İspanya(223,759)>İtalya(195,351)>Fransa(161,488)>Almanya(156,418)>BirleşikKrallık (148,377) > Türkiye (107,773) şeklinde seyretmektedir [2]. Türkiye’nin de bu sıralamanıniçerisinde olması, ülkemizde mevcut COVID-19 vakalarının halen ciddiyetini koruduğunugöstermektedir. COVID-19 kaynaklı enfeksiyonun bulaşma ve yayılma hızının günümüze kadarrastlanan diğer viral hastalıklara nazaran oldukça hızlı olduğu görülmektedir. Salgının çok hızlıilerlemesivekısasayılacakbirsüreçteküreselbirsorunhalinegelmesinedeniylebukonudayoğunçalışmalarınyapılmasıveenfeksiyonunseyrinegörekararmekanizmalarınıngeliştirilmesine ihtiyaçduyulmaktadır [3]. Deterministik veya stokastik esaslı enfeksiyon modellemesi, enfeksiyonmekanizmalarınıvesüreçlerinianlamakveönleyiciveyatedaviyeyönelikstratejilergeliştirilmesiiçinçok yararlı olabilmektedir [3,4]. Bu çalışmada, ülkemizin de zorlu bir süreçten geçtiği COVID-19pandemisiiçin10Mart2020ve25Nisan2020tarihleriarasındaraporedilenverileresasalınarakbirtahminmodellemesigerçekleştirilmişveeldeedilensayısalbulgularTürkiyeiçinyorumlanmıştır.

MateryalveMetot

VeriAnalizi,Ölçütler,ProgramlamaveİstatistikselAnaliz

Buçalışmakapsamında,Türkiye’dekiCOVID-19pandemisiiçin10Mart2020ve25Nisan2020tarihleriarasındaki(01Ocak2020itibarıylakoronavirüsün69’uncuve116’ncıgünleri)47günlükbirzamandilimineaitverileresasalınmıştır.Busüreçtedeğerlendirilenölçütler;(i)günleregörebirikimlipozitifvakasayısı(totalcases),(iii)başlangıçtanitibarengün-günenfekteolanhastasayısı(dailynewcases),(iii)günleregörebirikimliiyileşenhastasayısı(totalrecoveries),(iv)başlangıçtanitibarengün-günölensayısı(dailydeaths)şeklindedir.Modellemeçalışması,Windows10işletimsisteminesahipbirCasperExcalibur (Intel® CoreTM i7-7700HQ CPU, 2.81 GHz, 16 GB of RAM, 64-bit) bilgisayardaMATLAB®R2018a(V9.4.0.813654,64-bit(win64),AcademicLicenseNumber:40578168,MathWorksInc.,Natick,MA) ve DataFit® (version 8.1.69, Oakdale Engineering, PA, USA, RC549) programları kullanılarakgerçekleştirilmiştir.Türkiye içinsalgının25Nisan2020tarihinekadargünleregörebirikimlipozitifvakaveiyileşmesayılarınınmodellemesiiçinönerilenlojistikfonksiyonlaraaitparametreler,MATLAB®programıvasıtasıylaNelder–MeadsimpleksdoğrudanaramaveBFGSQuasi-Newtonkübikdoğrultubelirleme (hat arama) algoritmaları kullanılarak tespit edilmiştir [5]. Günlük vaka ve günlük ölümsayılarının modellemesi için önerilen eksponansiyel tabanlı fonksiyonlara ait doğrusal olmayanyakınsamaparametrelerininbelirlenmesindeiseDataFit®programıkullanılmışvehesaplamatercihleri

32

içinregresyontoleransı=1×10–10,maksimumiterasyonsayısı=250vedoğrusalolmayanyinelemelimiti = 10 şeklinde seçilmiştir. Regresyon analizinde, Richardson ekstrapolasyon metodu ve çifthassasiyetli Levenberg–Marquardt yöntemi uygulanmıştır [6]. Modellerin tahmin performansınındeğerlendirilmesinevetahminhatalarınınhesaplanmasındaliteratürdeki[6]istatistikselperformansindikatörlerikullanılmıştır.

SonuçlarveÖneriler

TahminModellerininOluşturulmasıveEnfeksiyonSürecineİlişkinÖngörüler

Türkiye’dekiCOVID-19pandemisiiçin10Mart2020ve25Nisan2020tarihleriarasındaki47günlüksüreceaitverileriçingünleregörebirikimlipozitifvakasayısı,başlangıçtanitibarengün-günenfekteolan hasta sayısı, birikimli iyileşen hasta sayısı ve başlangıçtan itibaren gün-gün ölen hasta sayısımodelleri sırasıyla Eşitlik 1 ve 3’te (lojistik fonksiyon) ve Eşitlik 2 ve 4’te (eksponansiyel tabanlıfonksiyonlar)verilmiştir.

Eşitlik1

Eşitlik2

Eşitlik3

Eşitlik4

Eşitlik1’egöre,Türkiye’dekiCOVID-19enfeksiyonsürecininsonunda120,000’inüzerindetoplamvakasayısının kayıtlara geçmiş olabileceği öngörülmektedir. Eşitlik-1’e göre maksimum enfeksiyonunoluşabileceğigün,standartsapmadeğerleridikkatealındığında11–13Nisan2020tarihlericivarındaöngörülmektedir. Eşitlik 2’ye göre, COVID-19 kaynaklı günlük vakaların Mayıs 2020’nin ilk haftasıitibarıyla(06–10Mayıs2020tarihlerinde)1000’inaltınavesonhaftasıitibarıylada(24–28Mayıs2020tarihlerinde)100’ünaltınainebileceğitahminedilmektedir.Eşitlik3’teneldeedilenkümülatiftahminsonuçlarındangün-güniyileşenhastasayılarıhesaplanmışolup,enyüksekiyileşmesayılarınınMayıs2020 başında kayıtlara geçebileceği öngörülmektedir. Eşitlik 4’e göre, Türkiye’deki koronavirüstendolayımeydanagelengünlükölümlerin iseHaziran2020başındaönemlibir azalışageçebileceğiveCOVID-19 sürecinin ülkemizde Haziran 2020 sonuna doğru (22–27 Haziran 2020 tarihlerinde)sonlanabileceği tahmin edilmektedir. Buradaki tahmin sonuçları, mevcut sürecin dışındakibeklenmeyen durumları (sokağa çıkma yasağına ve maske/eldiven kullanma zorunluluğunauyulmaması,sosyalmesafeninihlaledilmesi,yenibirsalgındalgasınınortayaçıkmasıgibi)içermemekteolup, ülkenin COVID-19 kaynaklı tedbir süreci içerisinde belirtilen verilerin mevcut şekilde devametmesidurumundakiöngörülerigöstermektedir.Özellikle,24–26Mayıs2020tarihlerindekiRamazan

( ) ( )2120120.7111( , , , ) 0.9990, 628.3215103.83801 exp 1 exp 6.0630

cf t a b c R SEEt b ta

= = ® = =é ù é ù- - - -

+ +ê ú ê úë û ë û

( ) 27863.0701( ) exp 433.6586 75.2815 ln 0.9652, 343.3034f t t R SEEt

é ù= - - ´ ® = =ê úë û

( ) ( )2115499.9998( , , , ) 0.9973, 121.2619123.76921 exp 1 exp 6.1093

cf t a b c R SEEt b ta

= = ® = =é ù é ù- - - -

+ +ê ú ê úë û ë û

( ) 26060.3337( ) exp 319.8079 55.2989 ln 0.9811, 6.8250f t t R SEEt

é ù= - - ´ ® = =ê úë û

33

Bayramı’naaitmuhtemelziyaretlerveibadetler,sosyalmesafelerinkorunmaması,dinimekânlardavetürbelerdeoluşabilecekkontrolsüzyoğunluklarvebununyanındahaftasonlarıuygulanansokağaçıkmayasağınınhemenardındanoluşananlıkkalabalıklargibiekstremdurumlar,mevcutsürecinegatifbirşekildeetkileyecekveöngörülertutarlıolmayacaktır.YukarıdasözüedilenmodellemesonuçlarınaaitgörselçıktılarŞekil1’desunulmuştur.

Şekil1.Türkiye’dekiCOVID-19vakalarınıntahminindeMATLAB®algoritmasındaneldeedilengörselçıktılar

Teşekkür

Buçalışmadakibilgisayaresaslıanaliz,Prof.Dr.KaanYETİLMEZSOY’un2018yılıTÜBA-GEBİPÖdülükapsamındakiprojesinidestekleyenTürkiyeBilimlerAkademisi(TÜBA)tarafındanfinanseedilmiştir.

Kaynaklar

[1]https://www.acibadem.com.tr/koronavirus/koronavirus-corona-virusu-nedir-belirtileri/[2]https://www.worldometers.info/coronavirus/#countries[3]AnkaralıH.,Ankaralı,S.,veErarslanN.“COVID-19,SARS-CoV2,Enfeksiyonu:Güncelepidemiyolojikanalizvehastalıkseyrininmodellemesi.”AnadoluKliniğiTıpBilimleriDergisi25,no.1(2020):1-22.[4]Godio,A.,Pace,F.,andVergnano,A.“SEIRmodelingoftheItalianepidemicofSARS-CoV-2.”Preprints(2020):2020040073,10.20944/preprints202004.0073.v1[5] Çetinkaya, A. Y., and Yetilmezsoy, K. “Evaluation of anaerobic biodegradability potential andcomparativekineticsofdifferentagro-industrialsubstratesusinganewhybridcomputationalcodingscheme.”JournalofCleanerProduction238(2019):117921.[6]Abdul-Wahab,S.A.,Omer,A.S.M.,Yetilmezsoy,K.,andBahramian,M.“Modellingthecloggingofgasturbinefilterhousesinheavy-dutypowergenerationsystems.”MathematicalandComputerModellingofDynamicalSystems26no.2(2020):119-143.

34

3235

3336

3437

3538

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

3639

https://efis.beun.edu.tr/

3740

3841

3942

4043

4144

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

4245

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

4346

4447

4548

4649

4750

4. Gelece in Mühendisleri Uluslararası Ö renci Sempozyumu

ıs 20, Zonguldak, Türkiye

Raspberry Pi Destekli Görüntü leme Yetenekli Personel Takip Sistemi Tasarımı

ÖZET

4851

4. Gelece in Mühendisleri Uluslararası Ö renci Sempozyumu

ıs 20, Zonguldak, Türkiye

Giri

4952

4. Gelece in Mühendisleri Uluslararası Ö renci Sempozyumu

ıs 20, Zonguldak, Türkiye

5053

4. Gelece in Mühendisleri Uluslararası Ö renci Sempozyumu

ıs 20, Zonguldak, Türkiye

Sonuç ve Yorum

Kaynakça

Akademik Bili im 2013 – XV. Akademik Bili im Konferansı,

Acar Matbaacılık A. . stanbul, 113 s.

DM Danı manlık, Mühendislik Ltd. ti.,

Mersin Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi

Düzce Üniversitesi Bilim ve

5154

5255

5356

5457

5558

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

6059

6160

6261

6362

6463

6564

6665

6766

6867

6968

7069

7170

7271

7372

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

7473

4. Gelece in Mühendisleri Uluslararası Ö renci Sempozyumu

ıs

Bili sel Radyo da yile tirilmi Enerji Algılama Tabanlı Spektrum Algılama

Giri

giderek daha fazla talep edilmektedir [1]

7574

4. Gelece in Mühendisleri Uluslararası Ö renci Sempozyumu

ıs

s [2].

[3 radyo

Spektrum Algılama

7675

4. Gelece in Mühendisleri Uluslararası Ö renci Sempozyumu

ıs

Enerji Algılam

yile tirilmi Enerji Algılama

7776

4. Gelece in Mühendisleri Uluslararası Ö renci Sempozyumu

ıs

7877

4. Gelece in Mühendisleri Uluslararası Ö renci Sempozyumu

ıs

7978

8079

8180

8281

8382

8483

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

8584

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

8685

8786

8887

8988

9089

9190

9291

9392

9493

9594

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

9695

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

9796

9897

9998

10099

•

•

•

•

•

•

101100

102101

103102

104103

105104

•

•

•••

•

•

•

••

•

••

••

•

••

•

•

••••

••

•

•

•

•

•

•

•

•

106105

107106

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

108107

109108

110109

111110

112111

113112

114113

115114

116115

117116

118117

119118

120119

121120

122121

123122

124123

125124

126125

127126

128127

129128

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

130129

131130

132131

133132

134133

135134

136135

137136

4. Geleceğin Mühendisleri Uluslararası Öğrenci Sempozyumu 4th Engineers of Future International Student Symposium

7-8 Mayıs 2020, Zonguldak, Türkiye

http://www.efis.beun.edu.tr

Mikrobiyal Hücre Fabrikalarında Yüksek Değerli Ürün Biyosentezi İçin Metabolik Mühendisliği

Esra ÖZ*1,2, Venhar ÇELİK3

ÖZET

Metabolikmühendisliğiistenilenkimyasallarıüretmekiçincanlıhücrelerdekimetabolikyolaklarınyeniden düzenlenerek amaçlı modifikasyonunun sağlanması olarak ifade edilebilir. Metabolikmühendisliğitemelolarakuygunmikroorganizmalarkullanarakkimyasallarımaliyeti-etkin,verimlive bol bir şekilde üretmek için uygulanan araştırmalardır. İstenilen kimyasalları doğal olaraksentezleyenmikroorganizmalarüreticikonakolarakkullanılabileceğigibiüstünverimveüretkenlikile istenilen kimyasalların prekürsörlerini yani öncü kimyasallarını üretme yeteneğine sahip olanmikroorganizmalarda bir fabrika gibi kullanılarak üretici konak olarak hedeflenebilir. Bu kavramüretici konak olarak kullanılabilecek mikroorganizmaların kapsamını önemli ölçüdegenişletmektedir. Dolayısıyla amaç, mikroorganizmaların doğal sentez yeteneğine bakılmaksızınhücrelerinde istenilen kimyasalların büyük miktarda üretilebilmesi için metabolik yolaklarınınyenidenmühendisliktasarımıdır.Metabolikmühendisliğibireyselgenveenzimlerinaksineentegremetabolikyolaklarınvegenetikdüzenleyiciağlarınaraştırılmasıüzerineodaklanmıştır.Dolayısıylametabolik mühendisliği, genellikle, bir organizmada yeni bileşikler üretmek, mevcut bileşiklerinüretimini iyileştirmek veya bileşiklerin parçalanmasına aracılık etmek için bir veya daha fazlaenzimatik reaksiyonun yeniden yönlendirilmesi olarak tanımlanır. Metabolik mühendisliğisistemleri,etkinmikrobiyalhücrefabrikalarıinşaetmekiçintemelbirteknolojihalinegelmiştir.Sonzamanlarda,metabolikmühendisliğisistemleriningücü,gelişmişaraçlarvestratejileringeliştirilmesiiledahadagelişmiştir.İstenilenkimyasallarınvemateryalleringeliştirilmişüretimiiçinmetabolikmühendisliği sistemleri ile mikrobiyal suşların geliştirilmesine ilişkin başarılı örnekler giderekartmaya başlamıştır. Bitkilerde metabolik mühendisliği, yeni bileşikler üretmek veya bilinenbileşiklerin üretimini iyileştirmek/geciktirmek için bir veya daha fazla enzimatik reaksiyonunyeniden yönlendirilmesine yönelik endojen metabolik yolakların modifikasyonunu içerir. Yüksekdeğerli ürünlerin üretiminde verim ve verimlilik en önemli tasarım parametreleridir. Bu nedenleodak,karbonakışlarını ilgilenilenürünedoğruyöneltmektirvebumetabolikmühendisliğiyoluylaelde edilebilir. Mevcut proseslerin optimize edilmesinde önemli bir rol oynamanın yanı sıra,metabolik mühendisliği, hem heterolog enzim aktiviteleri alması hem de katalitik etkinliklerdespesifikmutasyonların girilmesi yoluyla, yenimetabolitler üreten suşlar inşa etme imkanı sunar.

*1 Esra ÖZ: Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Biyomühendislik Bölümü, esra.410@hotmail.com,https://orcid.org/0000-0002-4140-62992EsraÖZ:MalatyaTurgutÖzalÜniversitesiMühendislikveDoğaBilimleriFakültesiBiyomühendislikBölümü3 Venhar ÇELİK: Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Biyomühendislik Bölümü, venharcelik@firat.edu.tr,https://orcid.org/0000-0002-2567-8673

137

4. Geleceğin Mühendisleri Uluslararası Öğrenci Sempozyumu 4th Engineers of Future International Student Symposium

7-8 Mayıs 2020, Zonguldak, Türkiye

http://www.efis.beun.edu.tr

İyileştirilmişinsansağlığısonuçlarıiçinyüksekdeğerliürünlerin(sekondermetabolit,pigmentvs.)metabolityolaklarınınmetabolikmühendisliği,günümüzdebirçokbiyoteknolojiprogramınınodaknoktasınıoluşturmaktadır.

Anahtar Kelimeler: Metabolik Mühendisliği, Sentetik Biyoloji, Mikrobiyal Hücre Fabrikaları,Escherichiacoli

GirişMetabolik mühendisliği, rasyonel genetik modifikasyonları tasarlayarak ve uygulayarak, hücreselözellikleri iyileştirmek için metabolik ve diğer yolakların sistematik analizini moleküler biyolojiktekniklerle birleştiren bir bilimdir [1]. Metabolik mühendisliği, metabolik yolak bütünleşmesinivurgular ve hücre fizyolojisinin ve metabolik kontrol önlemlerinin belirleyicileri olarak metabolikakışlaradayanır[2].Metabolikmühendisliğintemelprensibi,yerlimetabolitlerinüretiminiarttırmakya da konakçı organizma tarafından doğal olarak üretilmeyen yeni kimyasal ürünlerin sentezindemetabolizmayı yeniden yönlendirmek ve metabolik ağları değiştirmek için polimerlerin önemli birbileşenini oluşturan 1,3-propandiolün mikrobik üretimi gibi rekombinant DNA yöntemlerininkullanılmasıdır [3]. Gıdamaddeleri ve yakıtların üretimi için endüstriyel biyoteknolojinin kullanımıyüzyıllaröncesinedayanmaktadır.Bununlabirlikte,metabolikmühendisliğianlayışısadeceyirmiyılınbirazüzerindebirsüreöncegerçekleşmiştirvekimyasalüretimiçinbiyolojikvarlıklarınkullanılmasıbu alanda önemli bir gelişme sağlamıştır.Bu, halihazırda sürdürülmekte olanprojelerin kapsamı veetkisi ile en iyi şekilde ispatlanmıştır [4]. Metabolik mühendisliği, istenen bileşiklerin üretimi içinhücresel metabolizmanın kasıtlı bir modifikasyonudur.Metabolik mühendisliği ve sentetik biyolojiteknolojileri kullanımı ile çeşitli organizmaların metabolik yolakları manipüle edilebilir (Şekil1).Bakteri,mantar,bitkivehayvanhücrelerininhepsikonukçuorganizmalarolarakkullanılırveseçimöncelikle ilgili yolakların özellikleri tarafından yönlendirilir.Önemli endüstriyel ürünler arasındaaminoasitler, biyoyakıtlar, sekonder metabolitler, rekombinant proteinler ve polimerlerbulunmaktadır.Verimliliği artırmak için akılcı metabolik mühendisliği, evrim mühendisliği, tersmetabolik mühendisliği, sekresyon yolaklarının mühendisliği ve proses optimizasyonu gibi çeşitlimühendislik stratejileri uygulanmaktadır.Metabolik mühendisliği uygulamalarında temel amaçmaliyetleridüşürmekveverimiartırmaktır[5].

Şekil1.Mikrobiyalhücrefabrikalarınıntasarımı,optimizasyonuveendüstriyelüretimininşematikbirözeti.

138

4. Geleceğin Mühendisleri Uluslararası Öğrenci Sempozyumu 4th Engineers of Future International Student Symposium

7-8 Mayıs 2020, Zonguldak, Türkiye

http://www.efis.beun.edu.tr

MikroorganizmalarınMühendisliğiiçinYeniBirBakış

Mikroorganizmalarınmetabolikmühendisliğiiçinaşağıdakileriiçerebilecekbirkaçfarklısebepolabilir:(a)Ticariaçıdanuygunbirürününverimiveüretkenliğininiyileştirilmesi.(b)Birürününaltaralığınınuzatılması.(c)Yanürünoluşumunungiderilmesiveyaazaltılması.(d)Ürünbiyosentezi içinyenilikçiyolakların tanıtılması [7]. Başarılı metabolik mühendisliği teknikleri, yalnızca iyi tanımlanmışbiyosentetikyolaklarınbilgisinivemoleküleraraçlarınmevcutolduğuvebirdereceyekadaroptimizeedildiğiorganizmalariçingeçerlidir[8].Metabolikmühendisliğivesentetikbiyolojidekihızlıgelişmeler,birçok farklı isoprenoid üretiminin yüksek seviyelere çıkarılması içinEscherichia coli'de isoprenoidbiyosentetik yolakların mühendisliğini kolaylaştırmıştır [9]. Metabolik mühendisliği,mikroorganizmalardanyüksekbitkilerekadarbiyomedikalveendüstriyelolarakilgilibirçokbileşiğinbüyüküretimiiçindeğerlibiraraçolarakkanıtlanmıştır.Transgenikve/veyarekombinantteknolojilerikullanançalışmalarıngünümüzdegelişmesi,biyosentetikyolaklarınmetabolikmühendisliği/metabolo-mikalarınınfırsatlarınıortayaçıkarmıştırveticariseviyedebileyüksekdeğerlisekondermetabolitlerinüretimindeartışanedenolmuştur[10]. Birçokyüksekdeğerlimetabolitdoğadabüyükölçekliüretimiçinidealolmayanorganizmalartarafındanüretilir.Bunedenle,bubileşiklerinendüstriyelüretimiçindaha uygun olan organizmalarda biyosentetik yolaklarını ifade etmeye ilgi vardır. Son yıllarda hemçeşitli biyosentetik yolakların keşfedilmesinde hem demikroorganizmalardaki kompleks yolaklarınyenidenyapılandırılmasınaizinverenmetabolikmühendisliğiaraçlarınıngeliştirilmesindekigelişmelergörülmüştür[11].Gelecekteküreseliklimdeğişikliğivefosilkaynaklarınınsınırlıbulunabilirliğiileilgilibüyükendişelerlebaşaçıkmakiçin,yenilenebilirkaynaklardançeşitlikimyasallarvemalzemelerüretebilenmikrobiyalsuşlar geliştirmek için çok çaba sarf edilmiştir. Mikrobiyal hücre fabrikaları tarafından, mevcutyolaklarınyenilikçibirşekildeyenidenyapılanmasıveyayenienzimlerinveyolaklarıntanımlanmasıyoluylaendüstriyelilgialanlarınıngittikçedahafazlaaromatikbileşiğininüretilmesibeklenmektedir[12].Biyoteknolojiaçısından,metabolikmühendisliğitemelolarakbirmikroorganizmaiçindekiyolundoğaldurumunubelirlibiyokütleürünlerininaşırıüretiminedoğrudeğiştirmeyiamaçlamaktadır.Biryolun biyokimyasal doğası bize, değişen yolun sıklıkla karşılık gelen genler tarafından kodlananmetabolikenzimlerindeğişmişdavranışınınkolektifsonuçlarıolduğunuimaeder[13].Metabolikmühendisliğineilgi,suşlarıngeliştirilmesiiçingeliştirilmişyöntemlerinyararlımetabolitlerinüretiminiartırabileceğipotansiyelticariuygulamalartarafındanteşvikedilmektedir.Sonzamanlardakiçabalar, “sürdürülebilir gelişmeler” ve “yeşil kimya” ile ilgili hedefleri takip eden biyolojik olaraktüretilmişsüreçlerikullanmayaveşirketleribiyoteknolojialanındakiilerlemelerdenfaydalanmaküzerekonumlandırmayaodaklanmıştır.Mikroorganizmalarınsanayideyaygınkullanımınedeniyleilaç,tarım,gıda vb. gibi çeşitli endüstrilerde birçok değerli ürünün üretimi için kullanılır. (1) ürün oluşumunuarttırmak,(2)sürecihızlandırmak,(3)enerjitasarrufuyapmak,(4)yanürünüretiminidurdurmakve(5) çevresel strese karşı dirençli gerginlik geliştirmek gibi birçok hedefe ulaşmak için metabolikmühendisliğine ihtiyaç vardır. Metabolik mühendisliği yaklaşımları endüstriyel uygulama içinmikroorganizmaların tasarımında kullanılır.Geleneksel olmayan çevre koşullarında yüksek ürünüretme kabiliyeti ile tatmin edici bir şekilde işlev görebilecek suşlar elde etmek mümküngörünmektedir.Yeşil bitkiyi istenilenürünüüretecek şekilde tasarlayanyeşil fabrikalarkavramı,buteknolojilerinilerlemesiileyakıngelecekteyerinegetirilmişgibigörünmektedir[14].

139

4. Geleceğin Mühendisleri Uluslararası Öğrenci Sempozyumu 4th Engineers of Future International Student Symposium

7-8 Mayıs 2020, Zonguldak, Türkiye

http://www.efis.beun.edu.tr

Sonuç

Yapılan bu çalışmada değerli metabolitlerin üretimi için alternetif bir alan sunulmuştur. Ayrıcamikroorganizmaların,metabolikmühendisliğisistemlerinikullanarakyüksekdeğerliürünüretimindeetkinbiraraçolduğugörülmüştür.Mikroorganizmalarbir fabrika işleviolarakkullanıldığıgörülerekmetabolitlerin üretiminde maliyeti etkin ve verimli ürünlerin üretilmesi amaçlanmıştır.Mikroorganizmalarda metabolitlerin üretimiyle ilgili çeşitli yöntemler verilmiştir. Üretim zorluğuyaşananveyaverimiarttırılmasıistenenbazıürünlerinmetabolikmühendisliğisistemlerikullanılarakmikroorganizmalardaüretimiönümüzdekiyıllardaönemiartacakgibigörünmektedir.

TeşekkürBu çalışma Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu (TÜBİTAK) tarafından (Proje No:117M051)desteklenmektedir.

Kaynakça

[1] Koffas,M., Roberge, C., Lee, K., & Stephanopoulos, G. (1999).Metabolic engineering. AnnualReviewofBiomedicalEngineering,1(1),535-557.

[2] Harvey,A.L.,Edrada-Ebel,R.,&Quinn,R.J.(2015).There-emergenceofnaturalproductsfordrugdiscoveryinthegenomicsera.Naturereviewsdrugdiscovery,14(2),111-129.

[3] Reetz,M. T. (2013). Biocatalysis in organic chemistry and biotechnology: past, present, andfuture.JournaloftheAmericanChemicalSociety,135(34),12480-12496.

[4] Stephanopoulos, G. (1999). Metabolic fluxes and metabolic engineering.Metabolicengineering,1(1),1-11.

[5] Wuest,D.M.,Hou,S.,&Lee,K.H.(2011).MetabolicEngineering.[6] Liu,X.,Ding,W.,&Jiang,H.(2017).Engineeringmicrobialcell factoriesfortheproductionof

plant natural products: from design principles to industrial-scale production.Microbial cellfactories,16(1),125.

[7] Kern,A.,Tilley,E.,Hunter,I.S.,Legiša,M.,&Glieder,A.(2007).Engineeringprimarymetabolicpathwaysofindustrialmicro-organisms.Journalofbiotechnology,129(1),6-29.

[8] Paradkar,A.,Trefzer,A.,Chakraburtty,R.,&Stassi,D.(2003).Streptomycesgenetics:agenomicperspective.Criticalreviewsinbiotechnology,23(1),1-27.

[9] Wang,C., Zada,B.,Wei,G.,&Kim,S.W. (2017).MetabolicengineeringandsyntheticbiologyapproachesdrivingisoprenoidproductioninEscherichiacoli.Bioresourcetechnology,241,430-438.

[10] Khan,M.T.H.,Ather,A.,&Gambari,R.(2005).Theroleofmetabolicengineeringfortheproductionofsecondarymetabolitesofplants.MinervaBiotecnologica,17(3),127.

[11] Krivoruchko,A.,&Nielsen,J.(2015).ProductionofnaturalproductsthroughmetabolicengineeringofSaccharomycescerevisiae.Currentopinioninbiotechnology,35,7-15.

[12] Huccetogullari, D., Luo, Z. W., & Lee, S. Y. (2019). Metabolic engineering ofmicroorganismsforproductionofaromaticcompounds.MicrobialCellFactories,18(1),1-29.

[13] Wang, T., Ma, X., Du, G., & Chen, J. (2012). Overview of regulatory strategies andmolecularelementsinmetabolicengineeringofbacteria.Molecularbiotechnology,52(3),300-308.

[14] Kumar,R.R.,&Prasad,S.(2011).Metabolicengineeringofbacteria. Indianjournalofmicrobiology,51(3),403-409.

140

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

139141

4. Geleceğin Mühendisleri Uluslararası Öğrenci Sempozyumu 4th Engineers of Future International Student Symposium

7-8 Mayıs 2020, Zonguldak, Türkiye

http://www.efis.beun.edu.tr

Termotaksi: Bakteriyel Termostatın Çalışmasında Konsantrasyona Bağlı Bir Anahtar

Esra ÖZ*1,2, Venhar ÇELİK3

ÖZET

Sıcaklık,canlıorganizmalarıetkileyenenönemlifaktörlerdenbiridir.Tümbiyokimyasalreaksiyonlarsıcaklıktanetkilenirvebunedenletümcanlıorganizmalariçinhayattakalmakveoptimalbirvücutsıcaklığını korumak önemlidir. Öte yandan, vücut sıcaklığı çevre tarafından ayarlanan tek hücrelimikroorganizmalar,sıcaklığınbüyümelerivemetabolizmalarıiçinenuygunolduğubölgeleredoğrugöçetmeyeçalışırlar.Sıcaklıkgenellikleenfeksiyoniçingerekliolanvirülansgenlerininveyaortamdakalıcılıkta gerekli genlerin ekspresyonunukontrol etmek için bir sinyal olarak kullanılır. Bununlabirlikte, bakterilerin sıcaklık dalgalanmalarına uyum sağlamasına ve tepki vermesine izin verenmoleküler mekanizmalar hakkında çok az şey bilinmektedir. Bakteriler gibi mikroorganizmalar,kimyasalvetermaldahilolmaküzereçevrelerindekideğişikliklerialgılarvetercihettikleribölgeyedoğrugöçetmelerinikolaylaştırmak içinyüzmedüzenlerinideğiştirerekyanıtverir.DNA,RNAveproteindenoluşantermosensörlerbakterilerdetanımlanmıştır.Bubiyolojiktermometrelersıcaklıksinyallerinibakteriyeladaptasyonvehayattakalmaiçingerekentranskripsiyonelvetranslasyoneltepkilere dahil eder. Bir DNA termometresi tipik olarak, sıcaklığa tepki olarak DNA yapısını veeğriliğinideğiştirenspesifikDNAdizilerini(genellikleATbakımındanzengindir)içerir.BusıcaklığaduyarlıDNAdizileri,promotorbölgelerinestratejikolarakyerleştirildiğinde,düzenleyiciproteinlerinveRNApolimerazınbağlanmasıetkilenirvesıcaklığabağlıtranskripsiyoneltepkilerenedenolabilir.RNAtermometrelerigenellikletranslasyonuengelleyerekveyagüçlendirerektranskripsiyonsonrasıetkieder.Termoalgılayıcıproteinlerinfonksiyonelçeşitliliğinedeniyle,doğrudanaşağıakımetkilerideçeşitlidir,budatranskripsiyonu,sinyal iletimini,proteinstabilitesiniveproteolizietkiler.Yığınkültürlerdekritikbirkonsantrasyonunaltındabüyüyenbakterilerinbirsıcaklıkdeğişiminemaruzkaldıklarındasıcakbölgeleredoğruyüzdüklerigözlemlenmiştir.Buamaçla,Escherichiacoligibitekhücrelimikroorganizmalar,termalipuçlarınıalgılayıpbunlaratepkivermelerinivegöçlerinitercihettikleri çevreye yönlendirmelerini sağlayan duyusal ağlar geliştirmiştir.E. coli bakterileri, çeşitlikimyasallarıtespitedenvesıcaklığafarklıtepkiverenbeşreseptörtürünesahiptir.Kimyasal(veyatermal) bir eğimde yüzerken, bakteriler kimyasalların (veya sıcaklığın) konsantrasyonundakideğişiklikleri sürekli olarak algılar. Yüzme yörüngeleri boyunca çevre koşullarında bir iyileşmehissediyorlarsa, yüzmelerini bu yönde, kemotaksi (veya termotaksi) olarak bilinen bir süreçte

*1 Esra ÖZ: Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Biyomühendislik Bölümü, esra.410@hotmail.com,https://orcid.org/0000-0002-4140-62992EsraÖZ:MalatyaTurgutÖzalÜniversitesiMühendislikveDoğaBilimleriFakültesiBiyomühendislikBölümü3 Venhar ÇELİK: Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Biyomühendislik Bölümü, venharcelik@firat.edu.tr,https://orcid.org/0000-0002-2567-8673

142

4. Geleceğin Mühendisleri Uluslararası Öğrenci Sempozyumu 4th Engineers of Future International Student Symposium

7-8 Mayıs 2020, Zonguldak, Türkiye

http://www.efis.beun.edu.tr

uzatarak yanıt verirler. Bu tepki, saniyeler kadar kısa sürelerle neredeyse anında gerçekleşir.Mikroorganizmalardaki bu termotaksi davranışını anlamak sentetik biyoloji ve genetikçalışmalarındaetkileyicibirgelişmesağlayacaktır.AnahtarKelimeler:Termotaksi,Kemotaksi,SentetikBiyoloji,Escherichiacoli

Giriş

İdealbirsıcaklık,tümorganizmalarınbüyümeveüremeoranlarınıoptimizeetmeyeyardımcıolurveböyleceevrimseluygunluklarınıgeliştirebilirler.Bundandolayı,bakteriler(örneğin;Escherichiacoli),amip (örneğin; Dictyostelium discoideum) ve nematodların (örneğin; Caenorhabditis elegans) dahilolmak üzere çoğu hareketli organizmanın termotaksi adı verilen bir işlemi kullanarak sıcaklıkgradyanlarını takip etmesi şaşırtıcı değildir. Bu üç organizma için, termotaksi mekanizması,muhtemelen bir organizmanın besinlerin ve sıcaklığın optimal bir kombinasyonunu bulabilmesinisağlayankemotaksi -kimyasal gradyanlarboyuncayüzmesi- ile yakından ilgilidir [1].Bakteriler gibimikroorganizmalar,kimyasalvetermaldahilolmaküzereçevrelerindekideğişikliklerialgılarvetercihettikleribölgeyedoğrugöçetmelerinikolaylaştırmakiçinyüzmedüzenlerinideğiştirerekyanıtverirler.E. colibakterileri, çeşitli kimyasallarıtespit edenve sıcaklığa farklı tepkiveren beş reseptör türünesahiptir.Bakteriler kimyasal (veya termal) bir eğimde yüzerken, kimyasalların (veya sıcaklığın)konsantrasyonundakideğişikliklerisürekliolarakalgılar.Butepki,oldukçakısabirsüredegerçekleşir[2].HareketlibakterilerdenE.coli'ninkemotaktikdavranışı,kamçımotorlarınındönüşyönünebağlıdır.Hermotor,dönüşümlüolaraksaatyönünde(CW)vesaatyönününtersine(CCW)dönenikidurumlubirsistemgibidavranır [3].E. coli kemotaksisinikontroledendüzenleyiciağ, iyi çalışılmışsinyal iletimmodellerindenbiridir.Hücredışısinyallerbeşreseptörkümesitarafındanalgılanır:Tar(aspartat),Tsr(serin), Trg (galaktoz/riboz), Tap (dipeptitler) ve Aer (oksijen). Bu reseptörler, ağırlıklı olarakbakterininkutuplarınayerleştirilmişbüyükkümelerhalindebirleşirler;CheWproteinibeşreseptörüntümünebağlanırve fosforilasyonu reseptör tarafındanuyarılanCheA'yı fonksiyonelyapmak içinbiriskele proteini görevi görür. Fosfat, kamçı rotasyonunu kontrol eden sitoplazmik protein CheY'yetransfer edilir. Bu şekilde, CheWbirden fazla reseptörden gelen sinyali tek bir yanıta entegre eder.Sentetik biyoloji sistemlerinin uygulandığı çalışmada kimyasal bir indükleyiciye yanıt olarakkemosensöryal sinyalleme yolları arasında geçiş yapabilen invertaz bazlı bir anahtar kullanılarakçoklayıcıüretilmiştirvesinyalişlemekimyasallarıolarakserin(Tsr)veaspartat(Tar)kullanılmıştır[4].

TermotaksiÇalışmaMekanizmasıBirçokbakteriçevrelerindekikimyasallara,ısıyavediğeruyaranlaradoğruveyaondanuzaklaşabilir.Bakterilerin,kemotaksiolarakbilinenbesinmaddelerinevediğerkimyasallara tepkiolarakhareketedebilme kabiliyeti, bu fenomenleri en iyi şekilde açıklar. Bakteriler genellikle oldukça rastgele birşekilde yüzerler ve sıklıkla yön değiştirirler. Bununla birlikte, kemotaksi sırasında bakteriler,çevrelerindeki bir kimyasalın konsantrasyonlarındaki değişiklikleri algılarlar ve bu kimyasalınkaynağınaveyakaynağınkarşısınadoğrudahafazlazamanharcasınlardiyeyüzmeyönünüsaptırır[5].Sığ sıcaklık gradyanlarında, bakterilerin yaşadığı sıcaklık değişiklikleri uzun zaman ölçeklerindemeydanagelir.Bunedenle,adaptasyon,metabolizma,kimyasalsekresyonvehattagenekspresyonugibiyavaşyürüyensüreçlerönemkazanmaktadır.Bunlarhücreselsüreçlerolduğundanhücreyoğunluğu,bakterinintepkisinietkileyenönemlibirparametredir.Düşükhücreyoğunluğundabakteriler,kimyasalortamlarındadeğişikliklerenedenolmaz;bununlabirlikte,sıcaklıkdeğişimderecesineverdikleritepki,

143

4. Geleceğin Mühendisleri Uluslararası Öğrenci Sempozyumu 4th Engineers of Future International Student Symposium

7-8 Mayıs 2020, Zonguldak, Türkiye

http://www.efis.beun.edu.tr

bundanbüyükölçüdeetkilenir.Arahücreyoğunluğurejiminde,besinlerintüketimiönemlihalegelirveyüksek sıcaklıkta daha yüksek tüketim oranı nedeniyle sıcaklık gradyanına karşı gelen bir besingradyanınıindükler.Bu,bakterilerindüşüksıcaklığadoğrusürüklenmesinenedenolur.Yüksekhücreyoğunluğurejiminde,bircezbedicininsalgılanmasınedeniylebakterilerarasındakietkileşimlergüçlübirbakteribirikimineyolaçar.Bu,diferansiyeltüketimoranındankaynaklananbesinleringradyanıilebirlikte,bakteriyoğunluğununhızlıyayılanbirortamınıoluşturur.Aşırıyüksekhücreyoğunluğunda,bakterilerinfizyolojikdurumundabirdeğişiklikgözlenir.Ortamdabulunanbakterilerdesoğuksıcaklığayönelimbirarayışhalinegelir.BubaşlangıçtaenbolalgılananikireseptörolanTsrveTar'ınmetilasyonseviyesindeki bir değişikliğin sonucu olarak ortaya çıkar. Ayrıca, bu reseptörlerin ekspresyonseviyesindekibirdeğişiklikledahadayüksekbirhücreyoğunluğundauygulanır[6].Serin'inE. coli'ninanaerobik koşullar altında hareketliliğini sürdürmesineizin veren birkaç aminoasittenbiriolduğubilinmektedirveE.coli'ninyüzmehızınıdeğiştirdiğigösterilmiştir.Bunaekolarak,serin, en bol kemoreptör Tsr tarafından algılanan güçlü bir çekicidir ve zengin bir karbon kaynağıolduğubilinmektedir [2]. Bakteriler, farklı kimyasalları tespit edebilen çeşitli reseptörproteinlerinesahiptir. Örneğin, Tar ve Tsr reseptörleri, protein oluşturmak için kullanılan besin maddeleri olanaspartat ve serin olarak adlandırılan kimyasalları tanıyabilir. Tar ve Tsr ayrıca termotaksi olarak adlandırılan sıcaklığa yanıtta yer alır. Düşük sıcaklıklarda, E. coli bakterisi ısı kaynaklarına doğru hareket edecektir. Ancak bakteriler hem serin hem de aspartat tespit ettiğinde, cevabı tersine çevirebilir ve bunun yerine daha soğuk bölgelere doğru hareket edebilirler. Bakterinin davranışının Tar ve Tsr'nin aracılık ettiği yanıtlar arasındaki etkileşimle açıklanabileceğini göstermektedir. Hem serin hem de aspartatın yokluğunda, her iki alıcı da ısı arayan yanıtları uyarır ve bakterilerin daha sıcak alanlara doğru hareket etmesine neden olur. Sadece aspartat mevcut olduğunda, Tsr ısı arama tepkisini uyarmaya devam eder, ancak aspartat Tar'ın bunun yerine soğuk arama tepkisini teşvik etmesine neden olur. Bu, ara sıcaklık alanlarında biriken bakterilere yol açar. Sadece serin mevcudiyetinde, bakteriler benzer şekilde davranır, çünkü reseptörler rolleri değiştirir, böylece Tsr soğuk arama tepkisini uyarır, Tar ise ısı arayanı teşvik eder. Bakterilerin serin'e yanıt olarak biriktiği ara sıcaklık, bu kimyasalın varlığında E. coli büyümesi için en uygun sıcaklık civarındadır, bu da insan vücudunda termotaksinin, bakterilerin hayatta kalmasına ve büyümesine izin veren birçok farklı ortamda önemli bir rol oynayabileceğini gösterir. Bu nedenle, kemotaksi ve termotaksinin nasıl düzenlendiğini anlamak, bakterilerin hastalarda ve doğal ortamlarda nasıl davrandığını kontrol etmenin yeni yollarına yol açabilir [5].

Şekil1.(a)Gelenekselodatermostatı.(b)Escherichiacoli'nintermosensitifyanıtı.

144

4. Geleceğin Mühendisleri Uluslararası Öğrenci Sempozyumu 4th Engineers of Future International Student Symposium

7-8 Mayıs 2020, Zonguldak, Türkiye

http://www.efis.beun.edu.tr

Kemoreseptörleri ve aşağı akım proteinlerini kodlayanE. coli DNA'sındaki nükleotit sekansları, birtermostatın tasarımcısı ve üreticisine benzer bir işlevi yerine getirir (Şekil 1). DNA, gelecekteki(bakteriyel)birkullanıcınınfarklıiklimlerdevemevsimlerdeihtiyaçduyacağıayarlarlailgilibilgitaşırve belki de hücrenin beslenme durumundan veya bölünme aşamasından kaynaklanan bireyseltercihlereizinverir.Proteinsentezivemontajı-hepsihücreyeözgü-bubilgiyigerçekişleyenmolekülerparçalarıüretmekiçinkullanır[7].Düşüksıcaklığabakteriyeladaptasyonanlaşılmaktanuzaktır,ancakbu konu son zamanlarda çeşitli organizmalarla çok sayıda fizyolojik ve moleküler yaklaşımlaincelenmiştir.0°C'ninüzerindekisıcaklıklargenellikleadaptifbirtepkiileilişkilendirilirken,sıfıraltısıcaklıklarçoğuorganizmaiçinmetabolikaktivitevehücrebüyümesibloğunanedenolur.Soğukstrestepkisininikiaşamadanoluştuğugenelolarakkabuledilir:ani,geçicibirşokyanıtıveardındangecikmişiklimlendirme yanıtı [8]. Isıya duyarlı DNA dizileri, promotor bölgelerinde stratejik olarakbulunduğunda, düzenleyici proteinlerin ve RNA polimerazın bağlanması etkilenir ve sıcaklığa bağlıtranskripsiyonel tepkilerenedenolabilir.RNA termometreleri genellikle translasyonu inhibeederekveyaarttıraraktranskripsiyonsonrasıolaraketkieder.EnyaygınRNAtermometresi,üçboyutluyapısıdüşüksıcaklıklardaShine-Dalgarnosekansınaribozombağlanmasınımeydanagetirentermosensitif,cisetkilibirsekansiçerir,yükseksıcaklıklardabusekansınerimesitranslasyonaizinverir[9].

Sonuç

Yapılan bu çalışmada termotaksimekanizmasının hücrelerdeki sinyalmekanizmasında etkin bir roloynadığı görülmüştür. Hücre sinyal mekanizmasının bakterinin davranışındaki önemi büyüktür.Bakterilerdesinyal iletimindeetkinolangenlerinkonsantrasyonabağlıolarakanahtargibibirgörevalarakbakterilerinyönelimindedeğişikliklergörülmüştür.Buağyapısıkullanılarakhücredavranışlarıkontroledilebilir.

Kaynakça

[1] Sourjik,V.,&Wingreen,N.S.(2007).Turningtothecold.naturecellbiology,9(9),1029-1031.[2] Demir, M., & Salman, H. (2012). Bacterial thermotaxis by speed modulation.Biophysical

journal,103(8),1683-1690.[3] Turner,L.,Samuel,A.D.,Stern,A.S.,&Berg,H.C.(1999).Temperaturedependenceofswitching

ofthebacterialflagellarmotorbytheproteinCheY13DK106YW.Biophysicaljournal,77(1),597-603.

[4] Moon,T.S.,Clarke,E.J.,Groban,E.S.,Tamsir,A.,Clark,R.M.,Eames,M.,...&Voigt,C.A.(2011).ConstructionofageneticmultiplexertotogglebetweenchemosensorypathwaysinEscherichiacoli.Journalofmolecularbiology,406(2),215-227.

[5] Paulick,A.,Jakovljevic,V.,Zhang,S.,Erickstad,M.,Groisman,A.,Meir,Y.,...&Sourjik,V.(2017).MechanismofbidirectionalthermotaxisinEscherichiacoli.Elife,6,e26607.

[6] Demir,M., Douarche, C., Yoney, A., Libchaber, A., & Salman, H. (2011). Effects of populationdensityandchemicalenvironmentonthebehaviorofEscherichiacoliinshallowtemperaturegradients.Physicalbiology,8(6),063001.

[7] Bray,D. (2012).The cell as a thermostat: howmuchdoes it know?. InAdvances in SystemsBiology(pp.193-198).Springer,NewYork,NY.

[8] Klein, W., Weber, M. H., & Marahiel, M. A. (1999). Cold shock response of Bacillus subtilis: isoleucine-dependent switch in the fatty acid branching pattern for membrane adaptation to low temperatures. Journal of Bacteriology, 181(17), 5341-5349.

[9] Kamp, H. D., & Higgins, D. E. (2011). A protein thermometer controls temperature-dependent transcription of flagellar motility genes in Listeria monocytogenes. PLoS pathogens, 7(8).

145

4. Gelece in Mühendisleri Uluslararası Ö renci Sempozyumu

ıs 20, Zonguldak, Türkiye

FDM 3B Üretim Teknolojisinde De i ken Bölgesel Doluluk Oranının, Ürünün Mekanik Özelliklerine Etkisinin Hesaplamalı Mekanik

Yöntemleriyle Ara tırılması

ÖZET

Giri

144146

4. Gelece in Mühendisleri Uluslararası Ö renci Sempozyumu

ıs 20, Zonguldak, Türkiye

145147

4. Gelece in Mühendisleri Uluslararası Ö renci Sempozyumu

ıs 20, Zonguldak, Türkiye

Sonuç ve Yorumlar

146148

4. Gelece in Mühendisleri Uluslararası Ö renci Sempozyumu

ıs 20, Zonguldak, Türkiye

147149

4. Gelece in Mühendisleri Uluslararası Ö renci Sempozyumu

8 Mayıs/May 2020, Zonguldak, Türkiye/Turkey

Bilgisayar Mühendisli i

Programlarının Kar ıla tırılması

148150

Giri

149151

150152

151153

152154

153155

154156

155157

156158

157159

158160

159161

160162

161163

162164

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

163165

164166

165167

166168

167169

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

168170

169171

170172

171173

172174

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

173175

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

174176

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

175177

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

176178

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

177179

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

178180

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

179181

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

180182

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

181183

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

182184

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

183185

184186

•

•

185187

186188

187189

188190

189191

190192

191193

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

192194

193195

194196

195197

196198

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

197199

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

198200

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

199201

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

200202

https://efis.beun.edu.tr/

ÖZET

201203

4. Geleceğin Mühendisleri Uluslararası Öğrenci Sempozyumu4th Engineers of Future International Student Symposium

7-8 May/Mayıs 2020, Zonguldak, Turkey/Türkiye

https://efis.beun.edu.tr/

NESNELERİN İNTERNETİ (IoT) İLE GÜVENLİ AĞ SİSTEMİ TASARIMI VEYÜZ TANIMA SAHTECİLİĞİNE KARŞI BİR KOMBİNASYON YÖNTEMİ

GELİŞTİREREK MEKANLARI GÜVENLİ HALE GETİRME

Selim Göktuğ Yalçınkaya¹, Orkhan Aliyev², Selin Demir³¹Bilgisayar Mühendisliği²Bilgisayar Mühendisliği³Bilgisayar Mühendisliği

Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon, Turkeyselim1806@hotmail.com, orxanaliyev19@gmail.com, selinn.demirr96@gmail.com

ÖZET

Günümüzde akıllı mekanlarda Nesnelerin İnterneti (IoT) sistemlerinin kullanımı gün geçtikçeartmaktadır. IoT sistemlerinde kullanılan verilerin gizliliği ve bütünlüğünün sağlanması, bununla birlikte IoTsistemlerinde erişeme sahip olmayan kişilerin olası saldırılarla gayrimeşru erişim sağlamasının önlenmeside çok önem kazanmıştır. Bu nedenle proje kapsamında, güvenliği sağlanması gereken mekanın girişindebulunan biyometrik tanıma sensörüne (kamera) yapılabilecek olası saldırılar için bir kombinasyon yöntemigeliştirerek olası saldırıların tespit edilmesi, pencere veya havalandırma girişi gibi yerlere yerleştirilenhareket sensörlerinden verilerin elde edilmesi ve bu sensörlerden elde edilen saldırı verilerinin, IoThaberleşme protokolü olan MQTT protokolünün güvenlik zafiyetleri belirlenerek giderilmesi ile yetkilikişilere iletilmesini sağlayan bir sistemin tasarlanması amaçlanmıştır. Proje kapsamında, ilk olarak mekanın girişindeki biyometrik doğrulama sensöründe (kamera), yüzdoğrulama sistemindeki renk uzayı değiştirme, anahtar noktası çıkarma ve yerel ikili desen modelioluşturma aşamalarıyla bir kombinasyon yöntemi geliştirilmiştir. Sonra, biyometrik doğrulama sensöründen(kamera) elde edilen verilerin, güvenlik zafiyetleri belirlenerek zafiyetlerin giderilmesi için gerekliçözümlerin uygulandığı MQTT protokolü ile yetkili kişilere iletilmesi sağlanmıştır. Bu bağlamda, yüzdoğrulama sistemine karşı sunum saldırı yöntemlerinden biri olan baskı saldırıları için geliştirdiğimizkombinasyon yönteminde doku tabanlı analiz yöntemi, alınan görüntünün değiştirilmiş renk uzayı üzerindeHızlandırılmış KAZE (AKAZE) ile anahtar noktalarının bulunması ve bulunan anahtar noktalarına Yerel İkiliDesenler (LBP) uygulanması sonucu oluşturulan histogramların değişim değerlerinin sınıflandırılarak girişgörüntüsünün sahte mi yoksa saldırı mı olduğuna karar verilmesi sağlanmıştır. Bununla birlikte projede,MQTT protokolünün zafiyetleri belirlenerek giderilmiştir. MQTT protokolündeki zafiyetlerden bazıları,MQTT protokolünde kimlik doğrulama sisteminin, veri gizliliğinin, veri bütünlüğünün, istenmeyen kişi vekullanıcıların erişimlerini engellenebilmesinin bulunmamasıdır. Bu nedenle projede, Fiat – Shamirprotokolü kullanılarak MQTT protokolü için kimlik doğrulama sistemi geliştirilmiş, güçlendirilmiş damgalama(watermarking) kripto analiz yöntemi kullanılarak veri gizliliğini, özet (hash) fonksiyonu kullanılarak veribütünlüğünü ve istenmeyen kişi ve kullanıcıların erişimlerini engelleyebilmek için erişim kontrol listesigeliştirilmiştir. Sonuçlar Wireshark programı kullanılarak yapılan paket analizleri doğrultusunda test edilmişve belirtilen sorunlara çözüm sağlanmıştır.

Anahtar Kelimeler : Nesnelerin interneti (IoT) güvenliği; Yüz sahteciliği (face antispoofing); MQTTprotokolü güvenliği; Sensör

202204

203205

204206

205207

206208

4. Geleceğin Mühendisleri Uluslararası Öğrenci Sempozyumu4th Engineers of Future International Student Symposium

7-8 May/Mayıs 2020, Zonguldak, Turkey/Türkiye

https://efis.beun.edu.tr/

NİVELMAN AĞLARININ ROBUST KESTRİM YÖNTEMİ VE SERBEST AĞDENGELENMESİ İLE DENGELENMESİ VE YÖNTEMLERİN

KARŞILAŞTIRILMASI

Ahmet KOCA¹, Nilhan SEYMEN²¹Harita Mühendisliği²Harita Mühendisliği

Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon, Turkey=ahmetkoca5861@gmail.com, nlhnsymnn@outlook.com

ÖZET

Yükseklik kavramı çeşitli projelerde kullanılır. Yeryüzündeki noktaların yüksekliğini bulmak için nivelmanağı oluşturulur ve bir düzlem esas alınarak diğer noktaların bu düzlem ile arasındaki yükseklik farklarınivelman yapılarak ölçülmektedir. Nivelman ağlarında sabit noktalar bulunduğunda dayalı dengelemeyapılır. Ancak dayalı dengelemede ağın iç duyarlığı gerçekçi bir biçimde belirlenemez. Bu nedenle ağınağın iç duyarlılığını tam olarak yansıtan, dış parametreleri bir takım varsayımlara dayanmayan serbest ağdengelemesinin yapılması uygun olacaktır.Ölçülerde rastgele ölçü hata sınırına çok yakın büyüklükte olan uyuşumsuz ölçüler dengeleme sonuçlarınıetkilerler. Bu nedenle serbest ağ dengelemesi sonucu uyuşumsuz ölçüler belirlenip ayıklanarak uyuşumluölçülerle dengeleme yapılabilir. Ancak bu yöntemde uyuşumsuz ölçülerin ayıklanmasında ağın geometrisibozulursa o ölçülerin tekrar yapılması gerekir. Robust (Sağlam) Kestirim Yönteminde ise uyuşumsuzölçülerin ağırlıkları düşürülerek ağ dengelemesi yapılmaktadır. Robust yöntemler, ölçülerin dengelenmesiişleminde her bir yineleme sonrası olası uyuşumsuz ölçülerin ağırlıklarını azaltmakta veya sıfıryapmaktadır. Sonuçta, ölçü ağından herhangi bir ölçü atılmaksızın dengeleme yapılmaktadır.Bu çalışma kapsamında, bir nivelman ağı serbest ağ yöntemine göre En Küçük Kareler Yöntemi (EKKY)ile dengelenmiş, uyuşumsuz ölçüler testi yapılarak uyuşumsuz ölçüler ayıklanmıştır. Uyuşumlu ölçülerle ağtekrar dengelenerek noktaların kesin yükseklikleri ve ortalama hataları hesaplanmıştır. Ayrıca aynınivelman ağı, uyuşumsuz ölçülerden etkilenmeyen Robust Kestirim Yöntemi ile dengelenmiş ve noktalarınkesin yükseklikleri ve ortalama hataları hesaplanmıştır. Her iki yöntemden elde edilen sonuçlar irdelenerekyöntemler karşılaştırılmıştır.

Anahtar Kelimeler : Robust Kestirim Yöntemi, Nivelman Ağı, Serbest Ağ Dengelemesi, Uyuşumsuz ÖlçüTesti, En Küçük Kareler Yöntemi (EKKY)

207209