Araştırma Alanlarımız

Sosyal Medyadaki Fikir Dinamiği

Günümüzde internet, insanlara günlük hayatlarında bilgi, iletişim, sosyal hayat, eğlence, alışveriş, sağlık ve iş gibi farklı amaçlar için sunduğu teknolojik deneyimle dünya nüfusunun yaklaşık %60'ı tarafından kullanılmaktadır. İnternet, özellikle sosyal medya uygulamalarının katlanarak artan kullanımıyla ön plana çıkmaktadır. Sosyal medya, insan hayatını teknolojik açıdan dönüştüren önemli teknolojik gelişmelerden biri olarak birçok kişinin hayatının parçası haline gelmiştir. Böylesi önem arz eden sosyal medyadaki temel problemlerden birisi ağdaki kötü niyetli trollerin tespit edilmesidir.

Aşağıdaki projenin bilim dünyasına en büyük katkısı sosyal medyada trollerin otomatik tespiti ve sosyal ağlardan arındırılmasıdır. Trollerin Nash dengesi tabanlı matematiksel bir analize istinaden sosyal ağlarda tespit edilmesinin özgün bir yaklaşım olduğu varsayılmaktadır. Bu senaryoda sosyal medyadaki kullanıcılar takipçileriyle görüş alışverişinde bulunmaktadır ve bu süreçte kendi görüşleri de değişime uğramaktadır. Bu yaklaşımın daha temiz bir sosyal medya hedefine ulaşılması yolunda bir kilometre taşı olacağı iddia edilmektedir. Bu proje çerçevesinde farklı disiplinlerde sosyal medya üzerine yapılacak bilimsel ve teknik araştırmalar için temel oluşturan bir model geliştirilmiş olacak.

İlgili Projeler:

• "SOSYAL MEDYADAKİ FİKİR DİNAMİĞİNİN DİFERANSİYEL OYUN OLARAK MODELLENMESİ VE AĞDAKİ TROLLERİN OTOMATİK TESPİTİ": Tübitak 1001 ARDEB projesinde yürütücülük: Bütçe 324.000 TL

Araştırmacılar:

• Dr. Öğr. Üyesi Aykut Yıldız, TED Üniversitesi
• Doç. Dr. Canay Doğulu, TED Üniversitesi
• Prof. Dr. Arif Bülent Özgüler, Bilkent Üniversitesi
• Doç. Dr. Hossein Barghi Jond, Ostrava Üniversitesi
• Prof. Dr. Sinan Gezici, Bilkent Üniversitesi

İlgili Dersler:

• EE 205 – Elektrik-Elektronik Mühendisliği için Yazılım Araçları
• EE 332 – Geri Beslemeli Kontrol Sistemleri
   

Sualtı Kablosuz Optik Haberleşme

Modern haberleşmenin önemli ihtiyaçlarından birisi yüksek miktarda verinin, gerçek zamanlı ve düşük maliyetli olarak aktarılmasıdır. İletim kanalındaki bant genişliği talebinin her geçen gün artması, var olan sistemleri geliştirme veya bunlara alternatif sistemler oluşturma ihtiyacı doğurmaktadır. Fiber optik kablolar ve son olarak Kablosuz Optik Haberleşme (KOH) sistemleri bu ihtiyaçları karşılayacak çözümler olarak kabul edilebilir. KOH sistemlerinde, lazer veya LED kaynakları kullanarak bilgi sinyallerinin iletimi gerçekleştirilir ve foto detektörler yardımıyla da tespiti yapılır. Bu sistemlerde gönderici-alıcı arasında ilerleyen ışık, ortamdan (atmosfer, sualtı, biyolojik doku vb.) etkilenir. Haberleşme performansını iyileştirme amacıyla çeşitli teknikler önerilmektedir.  

Sualtı ve atmosfer ve fiber ortamlarında çalışan KOH sistemleri için matematiksel modellemeler yapmaktayız. Bu modellemeler; lazer dalgasının iletimi ile başlayıp değişen özelliklerinin iletişim performansı üzerine etkilerini içermektedir. Kanal kapasitesi, sinyal-gürültü-oranı ve bit-hata-oranı iletişim kalite ölçütleridir. Modülasyon türleri (OOK, PPM, SIM, vb.),  çok-girdili ve çok-çıktılı sistemler, uyarlamalı optik, ve demet şekillendirme gibi çeşitli tekniklerin kalite ölçütleri üzerindeki etkileri incelendi. İlgili alanda 40'tan fazla bilimsel makale TEDÜ etiketi ile yayınlandı. 

Araştırmacılar:

• Doç. Dr. Muhsin Caner Gökçe, TED Üniversitesi
• Prof. Dr. Yahya Baykal, Çankaya Üniversitesi
• Prof. Dr. Yalçın Ata, OSTİM Teknik Üniversitesi

İlgili Dersler:

• EE 416 – Optik Haberleşme

Mezunlar:

• Volkan Akbucak, Görkem Aymelek, Begüm Yolcu, Orkum Kayam, Onur Ünal, Ecenaz Özalp, Alp Eren Aydoğdu. 

Serbest Uzay ve Atmosferik Optik İletişim

Birçok pratik optik sistemde olduğu gibi gerçekte ışık, çevresel koşullar ve optik kusurlar gibi çeşitli faktörlerden dolayı sıklıkla kısmi koherens sergiler. Kısmi koherensin anlaşılması ve kontrol edilmesi, hem serbest uzay hem de atmosferik ortamlarda optik iletişim sistemlerinin performansını optimize etmek için çok önemlidir. Kısmi koherens optiğindeki araştırmamız, atmosferik türbülans, ışın dağılması ve arka plan yapısı gibi zorlukları ele alarak hem serbest uzay hem de atmosferik optik iletişim sistemlerinde pratik uygulamaları geliştirmeyi amaçlayan teorik analiz, matematiksel modelleme ve sayısal simülasyonları içerir.
 

TED Üniversitesi'nde geliştirdiğimiz "çift çoklu-Gaussian Schell-model ışınları" olarak bilinen model ışın demeti, optik iletişimdeki atmosferik problemleri azaltmak için umut verici bir çözüm sunmaktadır. Son zamanlarda yaptığımız araştırmalar, bu kısmi koherensli ışın demetleri modelinin, geleneksel koherens lazer ışınlarına kıyasla atmosferik dalgalanmalara ve ışın dağılmalarına karşı geliştirilmiş dayanıklılık sergilediğini göstermiştir. Bu başarıyı temel alarak, modelimizi anizotropik ışın demetlerini içerecek şekilde genişlettik ve optik iletişim sistemlerinde geniş bir uygulama yelpazesinde daha büyük performans artışlarını ortaya çıkarmayı amaçlıyoruz.

Araştırmacılar:

• Dr. Öğr. Üyesi Serkan Şahin, TED Üniversitesi
• Doç. Dr. Muhsin Caner Gökçe, TED Üniversitesi

İlgili Dersler:

• EE 471 – Optik
• EE 557 – Fotonik

CMOS-Uyumlu Lazer Platformu İçin Ge Yarıiletkeni Üzerindeki Araştırmalar

Çip-üstü ve çipler-arası optik haberleşme uygulamalarının yanı sıra biyoalgılama ve alarm uygulamaları için geliştirilen sistemlerin CMOS-uyumlu monolitik üretimi, silisyum (Si) üzerine direk olarak üretilebilecek bir lazerin geliştirilmesiyle mümkün olacaktır. Lazerin hibrit bir şekilde silisyum üzerine eklenmesiyle elde edilmiş sistemlerin aksine tüm optik ve elektronik komponentlerin aynı Si alttaş üzerine üretimiyle elde edilebilecek bu monolitik sistemlerin daha kompakt, küçük ve düşük maliyetli bir şekilde seri üretimi mümkün olabilecektir. Si alttaş üzerinde direk üretilebilen germanyum (Ge) yarıiletkeninin bir lazer platformu olarak kullanılmasının önündeki tek engel malzemenin düşük ışıma verimliliğidir. Farklı mühendislik tekniklerini (başka bir yariletken ile alaşımlama, malzemeyi esnetme) kullanarak Ge'nin ışıma verimliliğini artırmak mümkündür. Üniversitemizde, bu mühendislik tekniklerini kullanarak Ge yarıiletkenini CMOS-uyumlu bir lazer platformu için uygun hale getirmeye yönelik araştırmalar çeşitli projeler kapsamında yürütülmektedir.  

İlgili Projeler:

• "Tümler-Metal-Oksit-Yarıiletken Teknolojisiyle Uyumlu Gerinimli Germanyum Işık Kaynağı Geliştirilmesi", Yürütücü, TÜBİTAK ARDEB 1001, Bütçe: 588.425 TL, 2017-2021, Sonuçlandı
• "Gerinimli Germanyum NanozarTabanlı Kızılötesi Fotonik Kristal Lazer Tasarımı", Yürütücü, TÜBİTAK BİDEB 2232, Bütçe: 30.000 TL, 2016 – 2018, Sonuçlandı

Araştırmacılar:

• Dr. Öğr. Üyesi Çiçek Boztuğ Yerci, TED Üniversitesi
• Dr. Bülent Arıkan, ODTÜ Güneş Enerjisi Araştırma ve Uygulama Merkezi (GÜNAM)
• Dr. Fırat Es, ODTÜ GÜNAM
• Dr. Arman Ayan, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)

Mezunlar:

• Buse Ünlü, EPFL

İlgili Dersler:

• EE 418 – Optoelektronik
   

Yeni Nesil Haberleşme ve Depolama Sistemleri

Beşinci (5G) ve altıncı (6G) nesil kablosuz ağlar, akıllı şehirler, akıllı ulaşım ve sağlık izleme gibi çeşitli yeni uygulamalar için kapsamlı Makine Türü İletişimleri'ne (mMTC) dayanmaktadır. mMTC'yi mümkün kılmak için etkili rastgele erişim protokolleri önemlidir. Ayrıca, enerji verimliliği ve çevre dostu iletişim odaklanarak, tasarım sürecinde enerji tüketimini dikkate almak önemlidir. Bu nedenle, araştırmamız hem 5G hem de 6G ağları için enerji verimli rastgele erişim protokollerinin geliştirilmesini vurgulamaktadır. Ayrıca, spektrum kıtlığı sorunlarına umut veren, çok yüksek frekanslarda (6 GHz'den 60 GHz'ye kadar) çalışan milimetre dalga (mm-Dalga) iletişim tekniklerini araştırıyoruz. Ayrıca, veri hacminin hızla artmasıyla birlikte, özellikle gelişmiş depolama çözümlerine olan ihtiyacın artması beklenmektedir. Bu nedenle, büyük miktarda veriyi kompakt alanlarda saklayabilen depolama düzeneklerini araştırıyoruz. DNA, olağanüstü yoğunluğu ve dayanıklılığı ile dikkat çeker. Bu nedenle, DNA ipliklerinde veri depolamanın verimli düzeneklerini incelemekteyiz. Bilkent Üniversitesi ile işbirliği yaparak, enerji toplama düğümlerini entegre eden ve enerji verimliliğini önemli ölçüde artıran geri bildirim mekanizmalarını içeren rastgele erişim düzenekleri geliştiriyoruz. Ayrıca, Bilkent Üniversitesi ile ortak çabalarımız, DNA depolama sistemlerinin güvenilirliğini artırmak için yenilikçi indeksleme ve kodlama tekniklerinin geliştirilmesini içerir. İspanya'daki Malaga Üniversitesi ile ortak çalışmalarımız, kum ve toz fırtınaları (SDS'ler) ve yoğun yağış gibi zorlu hava koşulları için uygun mm-Dalga iletişim stratejilerine uzanır. Ayrıca, Kanada'daki Concordia Üniversitesi ile işbirliği yaparak, 5G ve 6G ağları için önbelleğe alma stratejilerini araştırıyoruz. Ağ kenarlarında, baz istasyonları da dahil olmak üzere popüler içeriği önbelleğe almak, geri taşıma trafiğini azaltmak ve ağ performansını artırmada oldukça etkilidir.

İlgili Projeler:

• Massive Access Solutions for Next Generation Wireless Communication Systems Sponsor: TÜBİTAK; Period: July 2020 – July 2023
• ERC Advanced Grant, TRANCIDS: Transmission over Channels with Insertions and Deletions Sponsor: European Commission; Period: October 2022 – September 2027.

Araştırmacılar:

• Doç. Dr. Javad Haghighat, TED Üniversitesi
• Prof. Dr. Tolga M. Duman, Bilkent Üniversitesi
• Prof. Dr. Walaa Hamouda, Concordia University
• Prof. Dr. Juan Manuel Romero Jerez, University of Malaga
• Dr. Maryam Olyaee, Senior Researcher, University of Malaga
• Dr. Hadi Hashemi, Postdoctoral fellow, University of Granada
• Nadia Abdolkhani, Concordia University

İlgili Dersler:

• EE 312 – Haberleşme Sistemleri I
• EE 414 – Kablosuz Haberleşme
   

Mikrodalga ve Anten Sistemleri Tasarımı

Son yıllarda sivil, savunma ve tıp elektroniği sistemlerindeki son derece hızlı artan yoğun talepleri karşılamak amacı ile yüksek frekans bölgelerinde çalışan filtre, mikroşerit yapılar, anahtarlama birimleri, mikrodalga zayıflatıcılar gibi alt sistemler üzerinde yoğun biçimde araştırmalar yapılmaktadır. Benzer biçimde uydu sistemleri reflektör antenleri, RADAR sistemlerin de taramalı antenler ve radar kesit alanlarına ilişkin analizler, haberleşme sistemlerinde MIMO yapılar ve mobil haberleşme üzerinde performans artırımı için çeşitli araştırmalar yapılmaktadır. Tüm bu konularda bölümüzde araştırmalar yapılmakta, ilgili uluslararası kitap, makale ve bildiri yayınları yapılmaktadır. Bu konularda çalışan öğrencilerimiz savunma sanayi, haberleşme ve araştırma kurumları tarafından istihdam edilmektedirler.

İlgili Projeler:

• "Farklı Geometrik Kesitlere Sahip Şerit İletim Hatları Kullanılarak Çeşitli Mikrodalga Devre Elemanlarının Tasarımları, Analizleri ve Gerçekleştirilmesi", TUBİTAK-EEEAG-105E022
• "Değişken RF filtre" Sanayi Bakanlığı- SAN-TEZ -0.1339.STZ.
• "Ayarlanabilir Bant-Geçiren Filtrelerin Tasarımı", TED University BAP- Project 15A302

Araştırmacılar:

• Prof. Dr. Erdem Yazgan, TED Üniversitesi
• Prof. Dr. Erkan Afacan, Gazi Üniversitesi
• Prof. Dr. Nursel Akçam, Gazi Üniversitesi
• Dr. Ahmet Akkoç, Gazi Üniversitesi
• Dr. Yasin Genç, Gazi Üniversitesi

İlgili Dersler:

• EE 441 – Mikrodalga Mühendisliği
• EE 442 – Mikrodalga Elektroniği
• EE 444 – Anten Mühendisliği

Yenilenebilir Enerji ve Akıllı Şebekeler

Son yıllarda gerek bilgi teknolojileri ve haberleşme alanındaki hızlı yaşanan gelişmeler ve dünyada iklim değişikliğine karşı başlatılan çalışmalar elektrik güç sistemlerinin tasarımını, işletilmesini ve kontrolunu derinden etkilemektedir. Elektrik şebekesinde yenilenebilir enerji kaynaklarının oranı giderek artmaktadır. Aynı zamanda yeni depolama teknolojileri araştırılmakta ve elektrikli araçlar teşvik edilmektedir. Diğer taraftan tüm ülkelerde elektrik piyasaları gelişmekte ve yeni türev araçları ortaya çıkmaktadır. Tüm bu gelişmelerin elektrik şebekesi üzerindeki etkilerinin araştırılması önem kazanmaktadır.

İlgili Projeler:

• Security Constrained Optimal Redispatch Management in Balancing Markets, with Sinan Eren.
• Assessment of Impacts of Electric Vehicles on Low Voltage Distribution Networks in Turkey, with Armagan Temiz. 
• Optimal Placement and Cost-Benefit Analysis of Battery Energy Storage Systems, with İ. Harun Hökelek.  
• N. Farah, B. O., Tor, A. N. Guven, et al, Smart Grid in the Electricity Transmission: A Feasibility Study for Turkey, USTDA Project, Final Report, Şubat 2016.

Araştırmacılar:

• Prof. Dr. Ali Nezih Güven, TED Üniversitesi

İlgili Dersler:

• EE 462 – Güç Sistem Analizi
• EE 464 – Güç Sistemlerinde Koruma
• EE 562 – Güç Sistemlerinin Ekonomik İşletimi

Nesnelerin İnterneti ve Kablosuz Algılayıcı Ağlar

Günümüzde akıllı telefonları, dizüstü bilgisayarları, tabletleri ve otomobillerimizdeki GPS sistemlerini kentsel yerlerde sıkça kullanmaktayız. Kimi zaman internet erişimimizin zayıf olduğu veya hiçbir şekilde Wi-Fi'ın çekmediği yerlerde bulunmaktayız. 5G teknolojisi bu tip problemlerin giderilmesi için öngörülen bir teknolojidir. 5G teknolojisi tüm kablosuz teknolojilerin (örneğin, 3G, 4G, LTE, Wi-Fi) bir araya getirilmesi şeklinde düşünülmektedir. Günümüze kadar endüstrideki pay sahipleri ITU'nun (Uluslararası Telekomünikasyon Birliği) önderliğinde ve diğer patronlar ile 5G standardizasyonu için yoğun bir şekilde çalışmaktadır. Her ne kadar 5G teknolojisi yüksek veri hızlarını (10 Gbps), düşük gecikmeyi ve daha fazla cihazın birbirine bağlanmasını vaat etse de 5G standardizasyonu halen büyük bir zorluk olarak karşıya çıkmaktadır. 2020 yılına kadar milyarlarca cihazın birbirlerine bağlanacağı öngörülmektedir. Bu tip milyarlarca cihazın birbirine bağlanması fikrine nesnelerin interneti (Nİ)  adı verilmektedir. 5G teknolojisi sayesinde her an her nesnenin haberleşebildiği Nİ konsepti artık hayal olmaktan çıkmaktadır. Son yıllarda meydana gelen teknolojik gelişmeler sayesinde akıllı ufak boyutlu algılayıcıların geliştirilmesi ile kablosuz algılayıcı ağlar (KAA) araştırmacıların dikkatini çekmekte ve KAA'ların Nİ için kilit teknoloji olduğu öngörülmektedir.

KAA'lar çok sayıda algılayıcı düğümün bir alana bırakılması ile oluşan ağlar olup algılayıcı düğümler bırakılan ortamda meydana gelen fiziksel değişimleri (örneğin, basınç, sıcaklık, nem, akustik titreşimler vs.) takip etmek için kullanılmaktadır. Bu küçük algılayıcı düğümler sınırlı hesaplama ve batarya kaynağına sahip olup tipik algılayıcılardan daha ucuzdur. Algılayıcı düğümler bulundukları ortama rastgele bir biçimde bırakıldıkları için bu düğümlere ulaşmak kimi zaman imkânsızdır. Bu yüzden bu düğümlerin bataryalarını değiştirmek çoğu zaman mümkün değildir. Bir KAA'nın yaşam süresini uzatmak için algılayıcı düğümlerin işbirliği içine girerek çevreden topladığı veriyi bir merkez istasyona (baz istasyonuna) en az enerji harcayacak şekilde iletmesi büyük önem arz etmektedir. Algılayıcı düğümler batarya enerjilerini dengeli bir biçimde harcadığı takdirde bir düğümde meydana gelebilecek aşırı enerji tüketiminin önüne geçilerek ağ yaşam süresi maksimize edilir. Bu noktada eniyileme (optimizasyon) yöntemleri ile KAA'ların ağ yaşam süresini uzatmak için araştırmalar yapılmaktadır.

Araştırmacılar:

• Doç. Dr. Hüseyin Uğur Yıldız, TED Üniversitesi
• Prof. Dr. Bülent Tavlı, TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
• Prof. Dr. Orhan Dağdeviren, Ege Üniversitesi

İlgili Dersler:

• EE 512 – Haberleşme Ağları için Optimizasyon

Biyomekatronik

Biyomekatronik insan ve makine etkileşimini sağlayan sistemlerin geliştirilmesi için elektrik elektronik mühendisliği, makine mühendisliği, robotik, sinir bilim ve gibi birçok alanın bir araya gelerek oluşturduğu disiplinler arası uygulamalı bir araştırma alanıdır. Biyomekatronik uygulamaların örnekleri arasında protezler, rehabilitasyon sistemleri, dış iskelet sistemleri, uzaktan denetimli robotik sistemler yer almaktadır. En bilinen uygulamalardan olan protezlerin temel amacı kaybolan uzuvların işlevlerinin yerine koyulmasıdır. Sık karşılaşılan uzuv kayıplarından biri olan diz üstünden bacağın kaybedilmesi durumunda elektronik diz üstü protez, farklı hızlarda, eğimli yolda ve merdivende yürüyebilme gibi özellikleri, kullanıcısının yönetmesine gerek kalmadan kendiliğinden yaparak kullanıcısına geri kazandırabilmektedir. Elektronik diz üstü protezler, temel olarak duyarga, hareketlendirici ve çeşitli mekanik parçalardan oluşmaktadır. Duyargalar, hareketin ölçülerek kullanıcının isteğinin ve çevre koşullarının algılanması için kullanılmaktadır. Diz açısı gibi duyarga sinyallerinden ölçülen parametrelerin, mikrodenetleyici üzerinde koşulan bir kontrol algoritması ile hedef parametreye olan yakınlığı hesaplanarak, protezin hareketlendiricisi denetlenmektedir. Hedef parametreler, sağlam bacağa sahip bir deneğin doğal bacak hareketlerinin, görüntü tabanlı bir hareket ölçüm düzeneği ile ölçülerek oluşturulmaktadır. Elektronik diz üstü protez geliştirimi konusundaki araştırmalar, doğal dizin işlevlerini daha iyi yerine koyabilmek amacıyla, kullanılan denetim yöntemleri, duyarga ve hareketlendirici geliştirimi üzerine devam etmektedir. Biyoloji ve sinir bilim alanındaki araştırmalar, canlı sinir dokusu ile elektronik sistemlerin arayüzleme ve canlı insan kaslarının hareketlendirici olarak kullanılması üzerine devam etmektedir. 

İlgili Projeler:

• "Mikroişlemci Kontrollü Protez Diz Eklemi Tasarımı", SANTEZ Projesi, Proje No: 00035 STZ.2007-1, 2010, Bütçe: 116111 TL
• "Pnömatik ve Manyetoreolojik (MR) Sönümlendiricili Yarı Etkin Diz Eklem Tasarımlarında Gerçek Zamanlı Yürüyüş Fazı ve Hız Kestirimi Uygulamaları", TÜBİTAK 1001, 2016.

Araştırmacılar:

• Dr. Öğr. Üyesi Kurtuluş Erinç Akdoğan, TED Üniversitesi
• Prof. Dr. Atila Yılmaz, Hacettepe Üniversitesi
• Dr. Öğr. Üyesi İsmail Şahin, Hacettepe Üniversitesi

İlgili Dersler:

• EE 454 – Mikroişlemciler
• EE 411 – Sayısal sinyal İşleme