🇯🇵 Hikaru Kuribayashi

Hikaru Kuribayashi, Japonya'nın kuzey adası Hokkaido'daki Sapporo Kaisei Ortaokulu'nda öğrenciyken modern mühendisliğin sessiz zorlu problemlerinden birine girişti: katlanmış yapıların nasıl davrandığını matematiksel hassasiyetle anlamak.

Origami bir Japon kültürel mirasıdır, ancak yirmi birinci yüzyılda ciddi bir mühendislik alanı haline gelmiştir. Uzay araçları için katlanabilir güneş panelleri, katlanabilir tıbbi stentler, açılabilir barınaklar, paketlenebilir robotik — hepsi origaminin temel hilesini ödünç alır: büyük yapıları küçük olanlara katlamak ve bunları talep üzerine güvenilir biçimde açmak.

Sorun şu ki katlanmış yapılar matematiksel olarak aldatıcıdır. Birçok kıvrımı olan bir yaprak çok sayıda şekilde hareket edebilir ve karmaşık bir katlama deseninin her olası hareketini tahmin etmek temiz bir hesaplamalı çözüme direnir. Mühendisler genellikle bir tasarımın arıza modlarını ancak onu inşa ederek keşfederler.

Kuribayashi soruna yazılımla saldırdı. Karmaşık katlamayı anlamak için bir simülasyon programı yarattı — katlanmış yapıların yapabileceği her olası hareketi modellemek için yeni bir yol. Daha önceki araçların olasılıkların kombinatoryal patlamasıyla mücadele ettiği yerde, onun yaklaşımı bir katlama deseninin tam hareket uzayını eşledi.

Çalışmayı, düzinelerce ülkeden finalistlerin 7 milyon doların üzerinde ödül için yarıştığı dünyanın en büyük üniversite öncesi bilim yarışması 2026 Regeneron Uluslararası Bilim ve Mühendislik Fuarı'na getirdi.

Jürinin kararı kesin oldu. Kuribayashi'nin projesi önce 6.000 dolar değerindeki fizik ve astronomi kategorisinde birincilik aldı. Ardından fuarın en yüksek onuru geldi: George D. Yancopoulos Yenilikçi Ödülü ve 100.000 dolarlık ödülü, tüm fuarda en yenilikçi olduğuna karar verilen projeye verildi.

Fuarı yürüten Society for Science, çalışmanın pratik önemini vurguladı: origami hareketinin titiz bir şekilde anlaşılması, mühendislerin doğanın birçok tasarımını — yaprakların, böcek kanatlarının ve protein yapılarının katlanmasını — kopyalamasına ve canlı sistemlerin yaptığı gibi açılan, katlanan ve dönüşen makineler inşa etmesine olanak tanır.

Zafer, Kuribayashi'yi nadir bir gruba yerleştirdi. Fuarın en büyük ödülü tarihsel olarak orantısız bir şekilde Amerikalı öğrencilere gitmişti; bir Japon ortaokul öğrencisinden gelen büyük ödül zaferi, Japonya'nın genç araştırma topluluğu için bir dönüm noktası oldu ve dünya çapında bilim basınında manşetlere çıktı.

Kuribayashi'nin çalışmasını ayırt eden şey, kültürel miras ile hesaplamalı hırsın birleşimidir. Yüzyıllardır Japon çocukları tarafından uygulanan bir halk sanatını aldı ve ona modern mühendisliğin gerektirdiği matematiksel işlemi verdi — kâğıt vinçler ile uzay araçları arasında bir köprü.

Jürinin neden en büyük ödüle uzandığını anlamak için, Kuribayashi'nin evcilleştirdiği problemin ölçeğini düşünün. Sadece birkaç düzine kıvrıma sahip bir kıvrım deseni, kaba kuvvet simülasyonunun altında çöktüğü kadar büyük bir hareket uzayı üretir — her kıvrım diğerleriyle birlikte hareket edebilir ve etkileşimler kombinatoryal olarak çoğalır. Bu uzayı sistematik olarak temsil etmenin ve aramanın bir yolunu bulmak, genellikle doktora tezlerinde görülen türden bir katkıdır, lise bilim fuarı projelerinde değil.

Uygulamalar varsayımsal değildir. NASA ve diğer uzay ajansları origami türevi tasarımlar uçurmuştur — en ünlüsü kompakt güneş paneli açılımı için kullanılan Miura kıvrımı — ve tıbbi cihaz üreticileri, varış noktalarında genişlemeden önce atardan geçmek için katlanan stentler inşa ederler. Şu anda bu tür her tasarım, hareket tahmini güvenilmez olduğu için kapsamlı fiziksel prototiplemaya bağlıdır. Bir katlama deseninin tam hareket uzayını eşleyen yazılım, hattın en pahalı adımına saldırır.

ISEF'in jüri süreci sonuca ağırlık katar. Finalistler, metodoloji, özgünlük ve öğrencinin kendi anlayış derinliğini araştıran çalışan bilim insanları ve mühendislerden oluşan panellerle yapılan mülakatların tekrarlanan turlarında çalışmalarını savunurlar — gerçek araştırmayı cilalı sunumdan ayırmak için tasarlanmış bir format. Kuribayashi'nin projesi bu incelemeyi iki kez atlattı: bir kez kategorisini doğrudan kazanmak için, bir kez de fuarın üst düzey jürileri tüm yirmi iki kategoriyi birbirine karşı tarttığında.

Zaferi aynı zamanda sessiz bir ulusal önem taşıdı. Japonya her yıl ulusal fuar sistemi aracılığıyla ISEF'e küçük bir delegasyon gönderir ve öğrencileri, özel araştırma programlarına sahip Amerikan okullarının hâkim olduğu bir alanda ikinci bir dilde yarışırlar. Bir Japon öğrencinin Yancopoulos Ödülü'nü — fuarın tek en büyük onurunu — alması Japonya'nın bilim eğitimi topluluğunda bir dönüm noktası olarak kutlandı.

Ödülün kendisi bilinmeye değer bir soy taşır. Regeneron'un kurucu ortağı ve baş bilim insanı George D. Yancopoulos — kendisi eski bir Science Talent Search kazananı — adına verilen Yancopoulos Yenilikçi Ödülü, en cilalı projeyi değil en gerçekten yaratıcı olanı belirlemek için oluşturuldu. Geçmiş alıcıları en iyi araştırma üniversitelerine ve erken bilimsel kariyerlere devam ettiler ve ona eşlik eden 100.000 dolar, dünyanın herhangi bir yerinde herhangi bir lise öğrencisinin araştırma için kazanabileceği en büyük tekil ödüller arasındadır. Jürinin bunu bir katlama simülasyonuna göndermesi, mühendisliğin nereye gittiğine inandıklarına dair bir açıklamaydı.

On yedi yaşında, Kuribayashi elinde en büyük ödülle üniversite öncesi bilim dünyasını terk ediyor ve çalışan mühendislerin ve uygulamalı matematikçilerin onlarca yıl boyunca işleyeceği bir araştırma yönü — hesaplamalı origami — ile ayrılıyor. Geleceğin katlanmış yapıları, yazılımının ilk eşlediği yollar boyunca hareket edebilir.