Biyosistem Mühendisliği ABD Örnek Seminer Konuları

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)