Biyolojik sistemlerin incelenmesi icin algoritmalar, modeller, veritabanlari. Sekans analizi, karsilastirmalar, veri tabanlarinda benzerlik eslestirmeleri. Filogenetik soy agaclari. Protein dizilerinde kaliplar bulma. Protein uc boyutlu yapi tayini. Homoloji modellemesi, protein katlanma problemi. Simulasyon yontemleri. Proteinler arasi etkilesmeler. Network cesitleri. Sinyal networkleri icin veri tabanlari ve modellemeler. Sinyal netorkleri icin veru madenciligi.

Entropi, bağıl entropi ve karşılıklı bilgi miktarı; sonuşurda eşbölüntü kuramı; rastgele bir sürecin entropi hızları; veri sıkıştırma; Kolmogorov karmaşıklığı; kanal sığımı; ayrımsal entropi; Gauss kanalı; en yüksek entropi ve spektral kestirim; hız bozulum kuramı, ağ bilişim kuramı.

Mikrosistemler ve mikto-elektro-mekanik sistemler (MEMS) konusuna giriş; MEMS ile optik ile tümleşimi, mikroüretim teknikleri ve süreçleri; MEMS modelleme ve tasarım; tahrikleyici ve algılayıcı tasarımı; mekanik tasarım; temel optik sistem tasarımı; paketleme. Önemli optik MEMS uygulamalarının detaylı incelenmesi: tarayıcı sistemler (Göze takılan displayler, barkod tarayıcılar); projeksiyon sistemleri (DMD ve GLV); kızıl ötesi komera sistemleri; optik anahtarlama ve iletişim sistemleri.

2 boyutlu doğrusal sistem teorisi ve 2-boyutlu Fourier dönüşümleri. Optik sinyal işlemede kullanılan integral dönüşümleri; Fiziksel optik ve dağıtım teorisinin temelleri; optik sistemlerde Fourier dönüşümleri ve görüntü oluşturma; Lazerli ve diğer kaynak kullanılan sistemler; Görüntü korelasyonu ve frekans analiz teknikleri; Girişim; Hologramlar; Üç boyutlu display teknolojileri.

Mikro ve nano elektro mekanik sistemler (MEMS ve NEMS) için imalat ve karaterizasyon teknikleri, (mikrolithografi; ıslak ve kuru aşındırma teknikleri; fiziksel ve kimyasal buhar kaplama prosesleri; elektrokaplama; bağlama; odaklanmış iyon ışın teknikleri; yukarıdan-aşağıya yaklaşımlar - electron-ışın litografisi, SPM, yumuşak (soft) lithografi - ; kendiliğinden birleşmeye dayalı aşağıdan-yukarıya teknikler). Yarıiletken nanoteknolojisi. Nanotüpler ve nanoteller. Biyolojik sistemler. Moleküler elektronik

Yazın yeteneklerini olduğu kadar önemli okuma ve düşünme yeteneklerini de geliştirecek olan yazın dersidir. Ders hedeflerine okuma, yazma ve sınıf içinde ve dışında olmak üzere tartışmalarla ulaşılacaktır. Öğrenci performansı Yeterli/Yetersiz olarak değerlendirilecektir.

Biolojik ve sentetik nano-yapıların kendiliğinden organizasyonunu belirleyen moleküller arası kuvvetler. Güçlü ve zayıf thermodinamik açıdan incelenmesi. Kendiliğinden Organize olan sistemler: Miceller, Bilayerlar, ve Biyolojik zarlar. Bu tip sistemlerin hesaplamalı yöntemlerle incelenmesi.

İmplantasyon (diş, doku, kemik), estetik, optik, teşhis ve tedavi de kullanılan sentetik polimer, metal, kompozit, dendrimer, hidrojel, silicon gibi malzemeleri tanıtmayı ve çeşitli uygulamalarda malzemelerin nasıl ve neden kullanıldıklarını anlatır.

Biyo-mühendislik, mühendislik malzemeleri, tıp, polimerler, metaller, akıllı malzemeler, implantasyon ve implantasyon araç gereçleri, hücre ve doku mekaniği, mikrocerrahi, kendiliğinden genleşen stentler, fizyoterapi, faz değişimi, şekil hafıza alaşımları.

Doğrusal Cebir Tekrarı: Doğrusal uzaylar, Dikgen matrisler, Matris ve vektör normları, SVD, Projektörler, QR Ayrıştırması algoritmaları, Enküçük kareler. Durum Sayıları, Kayan notalı sayı gösterimi, Kararlılık, Enküçük Karelerin Durumu ve Kararlılığı, Doğrusal Denklem Sistemlerinin Durumu ve Kararlılığı.

Bu ders kapsamında, doğrusal ve cebirsel denklem sistemlerinin numerik yöntemlerle çözülmesi: Gaus yöntemi, Krylov altuzayına dayalı özyineli yöntemler; doğrusal olmayan cebirsel denklem sistemlerinin Newton yöntemleri ile çözümü ve evrensel yakınsama yöntemleri; diferansiyel denklemlerin numerik yöntemlerle çözümü: doğrusal cok-basamaklı yöntemler, tutarlılık, kararlılık, yakınsama, çok zaman ölçekli problemler; ilk değer ve sınır değer problemleri; kısmı diferansiyel denklem sistemlerinin çözümü için sonlu farklara dayalı yöntemler, Galerkin yöntemi; numerik integral alma yöntemleri: Monte Carlo yöntemi, Gauss tümlevi; olasılıksal diferansiyel denklemlerin numerik yöntemlerle çözümü yer almaktadır. Bu konular, MATLAB ortamında uygulamalı olarak işlenmektedir.

Modern Biyolojik bilimlerde kullanılan ileri metodlar. İşlenecek konular; Hipoteze ve yüksek işlem hacimli deneylere dayalı veri analizleri; DNA onarımı, DNA replikasyonu, gen anlatımı, hücre döngüsü, organel oluşumu, proteomiks ve genetik konularında son yıllarda yayınlanan araştırma makalelerinin tartışılması.

Mekaniğin biyolojik sistemlere uygulamaları. Mekaniğin temel prensipleri (kuvvet-moment, zorlama-gerinim, iş, enerji, katı cisim dinamiği), insan hareketlerinin analizi, kas sisteminin modellemesi, doku mekaniği, motor kontrol sistemi, spor biomekaniği ve rehabilitasyon mühendisliği.

Fiziksel sistemlerin matematiksel tanımlanması, modellemesi, simulasyonu. Sensorler, donanım araçları. Hidrolik, pnomatik, mekanik ve elektrikli tahrik sistemleri. Programlanabilir Kontrolürler. Sinyaller, Sistemler ve Kontrol. Gerçek zamanlı kontrol. Mikroprosesor tabanlı elektro-mekanik kontrol uygulamaları ve otomasyon.

Biyo-mühendislik, mühendislik malzemeleri, tıp, polimerler, metaller, akıllı malzemeler, implantasyon ve implantasyon araç gereçleri, hücre ve doku mekaniği, mikrocerrahi, kendiliğinden genleşen stentler, fizyoterapi, faz değişimi, şekil hafıza alaşımları.

Mezuniyet öncesi derslerde ders verdirerek yüksek lisans öğrencilerine tecrübe kazandırılır. Öğrencileri temel konuları anlamaları güçlendirilir ve ilgili bilgilerini uygulamaları ve iletişim sağlamaları sağlanır.

Gen dizileri, DNA ölçümleri, protein profilleri, hücre sinyal ağlari ve metabolik aktivitelerden elde edilen büyük veritabanlarinin sistematik ve bilimsel analizi. Genetik regülasyon ve hücre işlevinin açıklanması.

Akışkanlar mekaniği; momentum transferi ve hız dağılımları; sabit sıcaklıktaki sistemlerde enerji ve kütle transferi; sıcaklık ve konsantrasyon dağılımları; kimyasal tepkimeler içeren kütle transferi; kimyasal ve biyolojik sistemlere uygulamaları.

Klasik termodinamik, entalpi, entropi, serbest enerji, denge konumlari, istatistik termodinamige giris, malzemele ozelliklerinin tanimlanmasi. Kinetik surecler. Isi, kutle ve enerji difuzyonu. Dinamik surecler ve donusumler.

Kuçük moleküllerle polimerlerin farklılıkları, termosetler, termoplastlar, moleküler yapı ve özellikler arasındaki ilişkiler, belli başlı polimerler, çok moleküllü yapılar, kompozıtler, kopolimerler.

Polimer sentezi ve özellikleri. Polimer reolojisi, fabrikasyon metodlari ve mühendislikteki uygulamalar.