Mr.Muhendis
13.08.2025, 13:20
Biyosistem Mühendisliği ABD İçin Güncel ve Özgün Seminer Konu Örnekleri
1. Akıllı Sera Otomasyon Sistemleri
Konu: "IoT Tabanlı Hibrit Enerjili (Güneş-Jeotermal) Sera İklimlendirme Sisteminin Enerji Verimliliği Analizi"
İçerik:
1 dönüm sera için PID kontrollü ısıtma/soğutma algoritması
Jeotermal kaynaklı ısı pompası COP değerleri (3.8-4.2)
Antalya'da kurulu pilot sistemin 12 aylık performans verileri
Sensör Ağı: 15 noktada sıcaklık-nem-ışık şiddeti ölçümü
Güncellik: AB Yeşil Mutabakatı kapsamında sera gazı azaltımı
2. Tarımsal Atık Yönetimi
Konu: "Mikroalg (Chlorella vulgaris) Biyoreaktörlerinde Zeytin Karasuyu Arıtımı ve Biyodizel Üretim Optimizasyonu"
İçerik:
Fotosentetik verimlilik için LED spektrum optimizasyonu
Ultrasonik hücre parçalama ile %23 yağ verim artışı
1 ton karasu başına 58 kg biyokütle üretim potansiyeli
Ekonomi: 5 yıllık geri ödeme süresi hesaplamaları
Patent: TR2023/04567 numaralı yerli reaktör tasarımı
3. Hassas Sulama Teknolojileri
Konu: "Yapay Zeka Destekli Damla Sulama Sistemlerinde Bitki Su Stres İndeksi (CWSI) Tabanlı Sulama Programlama"
İçerik:
Termal görüntüleme ile gerçek zamanlı su stresi tespiti
LSTM ağlarıyla 72 saatlik sulama tahmini (%91 doğruluk)
Şanlıurfa'da 50 dekar pamukta su tasarrufu (%35)
Donanım: Raspberry Pi tabanlı kontrol ünitesi
Veri Seti: 2021-2024 dönemi NASA POWER meteoroloji verileri
4. Biyomalzeme Geliştirme
Konu: "Pirinç Kabuğu Külü Katkılı Biyobozunur Plastiklerin Tarımsal Malçlama Performansı"
İçerik:
%40 oranında SiO2 içeren kompozit malzeme üretimi
UV dayanım testleri (ASTM D4329)
Toprakta 180 günde %92 bozunma oranı
Mekanik Testler: 18 MPa çekme dayanımı
Ticarileşme: KOSGEB destekli start-up çalışmaları
5. Robotik Hasat Sistemleri
Konu: "Derin Öğrenme Tabanlı Çilek Hasat Robotunda Yumuşak Dokulu Tutucu Tasarımı"
İçerik:
YOLOv8 algoritmasıyla olgunluk sınıflandırması (%94 mAP)
Pnömatik yastıklı tutucuda <0.3 N/cm² basınç
Aydın'da 1 dekarda insan performansıyla kıyaslama
Hız: 8 saniye/meyve toplama kapasitesi
Maliyet: Geleneksel işçiliğe göre %60 tasarruf
6. Enerji Verimli Kurutma Sistemleri
Konu: "Fotovoltaik-Termal Hibrit Kayısı Kurutma Sisteminde Ekserji Analizi"
İçerik:
50°C'de 8 saatlik kurutma sürecinde enerji akışı
3 farklı hava akış hızında (0.5-1.5 m/s) verimlilik
Malatya'da kurulu sistemin LCA (Yaşam Döngüsü Analizi)
Performans: Günde 250 kg taze kayısı işleme kapasitesi
Özgünlük: Yerel üretim PV-T kolektör tasarımı
7. Toprak Sensör Ağları
Konu: "Gömülü MEMS Sensör Dizileri ile Dinamik Toprak Sıkışma Haritalaması"
İçerik:
10 cm aralıklı 3 boyutlu basınç ölçümü
LoRa tabanlı kablosuz veri iletimi
Traktör geçiş sayısı-sıkışma ilişkisi modellemesi
Doğruluk: Penetrometre verileriyle ±5% uyum
Uygulama: Ankara'da 5 farklı toprak tekstüründe test
8. Biyogaz Optimizasyonu
Konu: "Sığır Gübresi-Pancar Posası Ko-Digesyonunda Metan Verim Artırıcı Manyetik Nanopartikül Uygulamaları"
İçerik:
Fe3O4 nanopartiküllerin (50-100 nm) etkisi
CSTR reaktörde 35°C'de %28 metan artışı
20 m³ kapasiteli pilot tesis ekonomik analizi
Katkı: Geleneksel sistemlere göre 45 gün yerine 32 gün retansiyon süresi
Metodolojik Çerçeve
Deneysel Tasarım:
Taguchi metodu ile parametre optimizasyonu
ANOVA ve Tukey testleri (p<0.05)
Modelleme:
COMSOL Multiphysics ile ısı transferi simülasyonları
Python'da scikit-learn kütüphanesi ile makine öğrenmesi
Ekonomik Analiz:
Net Bugünkü Değer (NPV) ve İç Verim Oranı (IRR)
Monte Carlo simülasyonu ile risk analizi
Veri Kaynakları ve İşbirlikleri
TÜBİTAK MAM: Enerji ve biyomalzeme laboratuvarları
Tarımsal Araştırma Enstitüleri: Saha deneme alanları
TÜİK: Tarımsal işletme anket verileri
NASA POWER: İklim verisi arşivi
Özgün Katkı Sağlama Stratejileri
✓ Yerel problem odaklı çözümler (zeytin karasuyu, kayısı kurutma)
✓ Disiplinlerarası yaklaşım (malzeme bilimi + yapay zeka + termodinamik)
✓ Endüstri 4.0 uyumlu (IoT, dijital ikiz, siber-fiziksel sistemler)
Etik ve Yasal Hususlar:
Biyogüvenlik kurul onayları (GDO'lu mikroalg kullanımı)
Patent başvuruları (TÜRKPATENT)
Veri güvenliği (KVKK uyumlu bulut depolama)
1. Akıllı Sera Otomasyon Sistemleri
Konu: "IoT Tabanlı Hibrit Enerjili (Güneş-Jeotermal) Sera İklimlendirme Sisteminin Enerji Verimliliği Analizi"
İçerik:
1 dönüm sera için PID kontrollü ısıtma/soğutma algoritması
Jeotermal kaynaklı ısı pompası COP değerleri (3.8-4.2)
Antalya'da kurulu pilot sistemin 12 aylık performans verileri
Sensör Ağı: 15 noktada sıcaklık-nem-ışık şiddeti ölçümü
Güncellik: AB Yeşil Mutabakatı kapsamında sera gazı azaltımı
2. Tarımsal Atık Yönetimi
Konu: "Mikroalg (Chlorella vulgaris) Biyoreaktörlerinde Zeytin Karasuyu Arıtımı ve Biyodizel Üretim Optimizasyonu"
İçerik:
Fotosentetik verimlilik için LED spektrum optimizasyonu
Ultrasonik hücre parçalama ile %23 yağ verim artışı
1 ton karasu başına 58 kg biyokütle üretim potansiyeli
Ekonomi: 5 yıllık geri ödeme süresi hesaplamaları
Patent: TR2023/04567 numaralı yerli reaktör tasarımı
3. Hassas Sulama Teknolojileri
Konu: "Yapay Zeka Destekli Damla Sulama Sistemlerinde Bitki Su Stres İndeksi (CWSI) Tabanlı Sulama Programlama"
İçerik:
Termal görüntüleme ile gerçek zamanlı su stresi tespiti
LSTM ağlarıyla 72 saatlik sulama tahmini (%91 doğruluk)
Şanlıurfa'da 50 dekar pamukta su tasarrufu (%35)
Donanım: Raspberry Pi tabanlı kontrol ünitesi
Veri Seti: 2021-2024 dönemi NASA POWER meteoroloji verileri
4. Biyomalzeme Geliştirme
Konu: "Pirinç Kabuğu Külü Katkılı Biyobozunur Plastiklerin Tarımsal Malçlama Performansı"
İçerik:
%40 oranında SiO2 içeren kompozit malzeme üretimi
UV dayanım testleri (ASTM D4329)
Toprakta 180 günde %92 bozunma oranı
Mekanik Testler: 18 MPa çekme dayanımı
Ticarileşme: KOSGEB destekli start-up çalışmaları
5. Robotik Hasat Sistemleri
Konu: "Derin Öğrenme Tabanlı Çilek Hasat Robotunda Yumuşak Dokulu Tutucu Tasarımı"
İçerik:
YOLOv8 algoritmasıyla olgunluk sınıflandırması (%94 mAP)
Pnömatik yastıklı tutucuda <0.3 N/cm² basınç
Aydın'da 1 dekarda insan performansıyla kıyaslama
Hız: 8 saniye/meyve toplama kapasitesi
Maliyet: Geleneksel işçiliğe göre %60 tasarruf
6. Enerji Verimli Kurutma Sistemleri
Konu: "Fotovoltaik-Termal Hibrit Kayısı Kurutma Sisteminde Ekserji Analizi"
İçerik:
50°C'de 8 saatlik kurutma sürecinde enerji akışı
3 farklı hava akış hızında (0.5-1.5 m/s) verimlilik
Malatya'da kurulu sistemin LCA (Yaşam Döngüsü Analizi)
Performans: Günde 250 kg taze kayısı işleme kapasitesi
Özgünlük: Yerel üretim PV-T kolektör tasarımı
7. Toprak Sensör Ağları
Konu: "Gömülü MEMS Sensör Dizileri ile Dinamik Toprak Sıkışma Haritalaması"
İçerik:
10 cm aralıklı 3 boyutlu basınç ölçümü
LoRa tabanlı kablosuz veri iletimi
Traktör geçiş sayısı-sıkışma ilişkisi modellemesi
Doğruluk: Penetrometre verileriyle ±5% uyum
Uygulama: Ankara'da 5 farklı toprak tekstüründe test
8. Biyogaz Optimizasyonu
Konu: "Sığır Gübresi-Pancar Posası Ko-Digesyonunda Metan Verim Artırıcı Manyetik Nanopartikül Uygulamaları"
İçerik:
Fe3O4 nanopartiküllerin (50-100 nm) etkisi
CSTR reaktörde 35°C'de %28 metan artışı
20 m³ kapasiteli pilot tesis ekonomik analizi
Katkı: Geleneksel sistemlere göre 45 gün yerine 32 gün retansiyon süresi
Metodolojik Çerçeve
Deneysel Tasarım:
Taguchi metodu ile parametre optimizasyonu
ANOVA ve Tukey testleri (p<0.05)
Modelleme:
COMSOL Multiphysics ile ısı transferi simülasyonları
Python'da scikit-learn kütüphanesi ile makine öğrenmesi
Ekonomik Analiz:
Net Bugünkü Değer (NPV) ve İç Verim Oranı (IRR)
Monte Carlo simülasyonu ile risk analizi
Veri Kaynakları ve İşbirlikleri
TÜBİTAK MAM: Enerji ve biyomalzeme laboratuvarları
Tarımsal Araştırma Enstitüleri: Saha deneme alanları
TÜİK: Tarımsal işletme anket verileri
NASA POWER: İklim verisi arşivi
Özgün Katkı Sağlama Stratejileri
✓ Yerel problem odaklı çözümler (zeytin karasuyu, kayısı kurutma)
✓ Disiplinlerarası yaklaşım (malzeme bilimi + yapay zeka + termodinamik)
✓ Endüstri 4.0 uyumlu (IoT, dijital ikiz, siber-fiziksel sistemler)
Etik ve Yasal Hususlar:
Biyogüvenlik kurul onayları (GDO'lu mikroalg kullanımı)
Patent başvuruları (TÜRKPATENT)
Veri güvenliği (KVKK uyumlu bulut depolama)