International Journal of Advanced Natural Sciences and Engineering Researches

A Secure IoT-Based System for Real-Time Industrial Safety Monitoring in Hazardous Environments

Farah Nazar Ibraheem — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

Industrial environments are prone to hazards like toxic gas leak, fire outbreak, extreme
temperature changes, etc., which can result in injuries to personnel, damaging equipment or stopping
production altogether. Traditional security systems are not able to provide real-time response, are not
scalable, and do not integrate with modern cloud-based operations analytics. Real time monitoring system
to monitor different Environmental hazards and keep the data secure with low cost using IoT. The next
proposed system is a weather station based on the architecture already having a proof of concept, using
microcontrollers like NodeMCUs, multi-modal sensors (gas, temperature, flame, and motion), and the
cloud such as ThingSpeak, Blynk for monitoring and alerting. The architecture also utilizes SSL
encryption, API-key-based authentication, and over-the-air updates to ensure data integrity and system
resilience. Use an experimental demonstration to show that it can quickly detect unsafe conditions and
notify people through mobile and web applications, so it can be used in factories, warehouses and
chemical plants. In this way, this work presented a secure, modular, and scalable framework to enrich the
area of occupational safety by using smart sensing, and real-time IoT communication.

Geometric Modeling For Calculating Volume And Surface Area For Some Microstructures

Ali Özdemir — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

Most living and non-living materials in nature have a geometric model. The geometric shapes of
these structures, their positions of coming together, the areas they cover, and their durability affect the
functionality of their entirety. Microstructures are formed within these geometric units, which are found in
many living and non-living materials, as well as in tissue samples that form this complex material. They
control and greatly assist the best and most efficient continuation of these geometric features of
microstructures with geometric parts. With this study, we tried to determine the geometric modeling of
some structures that we see around us and share our planet with. The method we applied was done by
identifying geometric models or shapes that most closely resemble the actual shape of the microstructures.
At the same time, literature information from similar studies was also used. On the other hand, literature
information about the geometric models and mathematical formulas of these microstructures was evaluated.
In addition, the structures of the geometric models obtained from these definitions were shown with figures.
As a result, we were able to detect the plant tissues whose microscopic structures we examined, having
geometric models such as prolate spheroid (Longitudinally spherical, Prolate spherical), ellipsoid, cylinder
2 hemispheres (Combination of the cylinder and two hemispheres).

Karakter Tasarımında Protagonist ve Antagonist Arasındaki Zıtlığın Görsel Kullanımı: Arcane Örneği

Ozan Küçükusta, Rana Nur Baysal — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

Bu çalışmada, League of Legends evrenine ait Arcane adlı animasyon dizisi üzerinden karakter
tasarımında protagonist-antagonist karşıtlığının kullanımı incelenmektedir. Araştırmada karakterlerin
görsel kimliklerinin nasıl yaratıldığı göstergebilimsel bir bakış açısıyla analiz edilmektedir. Çalışmanın
amacı, Arcane animasyon dizisindeki karakter tasarımlarını göstergebilimsel analiz yöntemi ile
inceleyerek, protagonist ve antagonistlerin karakter tasarımı bağlamında görsel öğelerle nasıl tematik
karşıtlık oluşturduklarını ortaya koymaktır. Bu bağlamda şekil teorisi, renk teorisi ve silüet analizi gibi
karakter tasarımın temel yaklaşımlarından yararlanılmıştır. Araştırma, karakter tasarımlarında kullanılan
grafik öğelerin görsel ifadeyi özgün ve çarpıcı bir şekilde nasıl desteklediğini ve bu göstergeler aracılığıyla
anlamın nasıl inşa edildiğini ortaya koymayı amaçlamaktadır. Çalışma League of Legends evreni ve Arcane
dizisi ile sınırlı olup, örneklem dizideki karakterlerin tasarım prensiplerini yansıtma ölçütüne dayalı olarak
oluşturulmuştur. Çalışma, tasarım öğelerinin yalnızca karakterleri tanımlamakla kalmayıp, hikâyedeki
çatışmaları ve tematik karşıtlıkları da vurguladığını ortaya koymuştur. Bu, detaylı ve bilinçli bir karakter
tasarımının izleyicide estetik ve duygusal etki yaratmadaki önemini göstermektedir.

Kurumsal Karbon Ayak İzi Tespiti: Düzce Üniversitesi Konuralp Yerleşkesi Örneği

Oğuz Şahiner — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

Sera gazı emisyonları dünya genelinde en önemli gündem maddelerinden biri haline gelmiş
durumdadır. Sera gazları başta iklim değişikliği olmak üzere birçok çevresel sorunlara yol açabilmektedir.
Küresel ısınma ve iklim değişikliği tehdidine karşı sera gazlarını azaltıcı faaliyetlere yönelik çalışmalar
hız kazanmaktadır. Küresel ısınmaya doğrudan etki eden sera gazlarının başında CO2 gelmektedir.
Atmosferdeki CO2 miktarının sürekli artış göstermesi karbon ayak izi kavramının ortaya çıkmasına sebep
olmuştur. Böylece araştırmacılar farklı alanlarda karbon ayak izi hesaplama çalışmalarına yönelmişlerdir.
Bu çalışmada sera gazlarından biri olan CO2 emisyonları dikkate alınarak Düzce Üniversitesi Konuralp
Yerleşkesi’nin kurumsal karbon ayak izi belirlenmiştir. Karbon ayak izi hesaplamalarında
Intergovernmental Panel on Clima Change (IPCC) klavuzu esas alınmış olup Tier 1 ve Tier 2 yöntemleri
kullanılmıştır. Ayrıca Yerleşke sınırları içerisinde bulunan karbon yutak alanların etkisi de incelenmiştir.
Böylece net karbon ayak izi hesabı yapılmıştır. Buna göre yerleşkenin CO2 emisyonu, yutak alanlar
tarafından tutulan CO2 ve yerleşkenin net CO2 miktarı sırasıyla 4.527.977 kgCO2/yıl, 1.018.060
kgCO2/yıl ve 3.509.917 kgCO2/yıl olarak belirlenmiştir.

Karaman’da Satışa Sunulan Çiğ Süt Örneklerinin Bazı Mikrobiyolojik ve Fizikokimyasal Özellikleri

Sabire Yerlikaya, Enes Arda Ural — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

Bu çalışmada Karaman ilinden toplanan dört farklı çiğ süt örneklerinde toplam mezofilik aerofilik
bakteri (TMAB), maya-küf, koliform bakteri, renk, briks ve pH değerleri araştırılmıştır. TMAB ve maya
küf açısından en düşük konsantrasyona sahip numunenin B örneği olduğu tespit edilmiştir. Ancak B örneği
aynı zamanda en fazla koliform bakteri içeren gruptur. Bu durum sütün sağım, depolama ve taşınması
sırasında hijyen ve sanitasyon kurallarına uyulmadığını gösterir. En parlak örnek C; a* ve b* değeri en
yüksek örnek B olarak tespit edilmiştir. A örneğinin pH değeri 6,6’dan düşük bulunmuştur. Bu da süte ağız
sütü veya asitliği artıracak mikroorganizmaların bulaşmış olabileceğini göstermektedir. Briks değerleri
analiz edilen bütün süt örnekleri için uygun bulunmuştur. Su ilavesi gibi bir hile yapılmadığı
düşünülmektedir. Süt insan beslenmesi açısından yeri doldurulmayacak bir besin maddesidir. Hammadde
olarak sütte gözlenen herhangi bir kontaminasyon, sütün işlenmesi sırasında daha da riskli bir hale
gelebilmektedir. Bu nedenle sütün kalite özellikleri iyileştirilerek kullanılmalı, halk sağlığı böylece riske
atılmamalıdır.

Ankara’daki Bazı Kuyu Sularının Temel Mikrobiyolojik ve Fizikokimyasal Özellik Tespiti

Sabire Yerlikaya, Ayşe Nur Temizkan — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

Kuyu sularının kalitesi insan sağlığı açısından önem taşımaktadır. Neredeyse tamamına yakınının
ağız kısmının açık halde olması, kontaminasyonlar için teşvik edici olmaktadır. Suyun temini amacıyla
kuyu içerisine salınan alet ekipmanın yeterince steril olmaması da bahsi geçen kontaminasyon kaynaklarına
örnek verilebilir. Bu çalışmada Ankara’nın Şereflikoçhisar ilçesinde bulunan 3 farklı kuyudan 2025 yılı
mart ayında 3 farklı zamanda alınan su örneklerinin bazı mikrobiyolojik ve fizikokimyasal özellikleri
araştırılmıştır. Bu bağlamda örnekler toplam mezofilik aerofilik bakteri sayımı (TMAB), maya-küf,
koliform, briks ve pH analizlerine tabi tutulmuştur. En az TMAB yükü B1 örneğinde tespit edilmiştir. Maya
kolonileri ise A örnekleri ile B2 örneğinde gözlenmiştir. Küf kolonilerine de sadece A örneğinde
rastlanılmıştır. Ancak maya kolonilerine göre küf hücrelerinin konsantrasyonu daha azdır. Su örnekleri baz
alındığında A, B ve H sularında sırasıyla 0.74, 0.61 ve 17.31 log kob/ml konsantrasyonunda koliform
bakteri tespit edilmiştir. Örneklerin pH değerleri 7.47 ile 7.81 arasında değişiklik göstermektedir. A ve B
sularında briks değeri 0.10 ölçülürken; H suyunda 0,40 olarak tespit edilmiştir. Tüm bu sonuçlar suların
yeterince steril ve kaliteli olmadığını, bu amaçla önlem alınması gerektiğini göstermektedir.

Bazı Alkanna Türlerinin Anatomik Özelliklerinin İstatistiksel Karşılaştırılması

Canan Özdemir — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

Bu çalışmada, havacıva otu olarak bilinen doğal bitkilerden olan, Alkanna cinsine ait iki tür
çalışılmıştır. Çalışma Boraginaceae familyasının bu cinsinin Alkanna froedinii Rech.fil ve Alkanna
cadifolia C. Koch. taksonlarının anatomik özelliklerinin belirlenmesine ve istatistiksel olarak
karşılaştırmasına dayanır. Taksonların ait olduğu familya dünyada 100 cins ve 2000 kadar türle tropikal,
subtropikal ve ılıman bölgelerde yayılmış bir familyadır. Türkiye'de 34 cins ve 300'den fazla türü
bulunmaktadır. Alkanna türleri doğal boya olarak bilinen “alkannin” isimli bir madde içermektedirler. Bu
nedenle antik çağlardan beri geleneksel kullanımda oldukça önemli bir yeri vardır. Özellikle Alkanna
tinctoria (L.) Tausch doğal boya olarak en önemli alkannin kaynağıdır. Alkannin ayrıca anti-bakteriyel
özellikleri dolayısıyla gıda boyası olarak da kullanılmaktadır. Çalışma materyali olan taksonlara ait bitki
örnekleri doğal yayılış gösterdikleri alandan toplanmıştır. Mikro morfolojik gözlemlerden elde edilen
ölçümlere ait sayısal değerler çalışmanın istatistiksel aşaması için kullanılmıştır. Örneklerin mikro
morfolojik özelliklerine ait bu değerler birbirleri ile regresyon analizi ve pearson korelasyon testleri
kullanılarak karşılaştırılmaları yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar tablolar ile gösterilerek istatistik sonuçları
P<0.05 ve P<0.01 anlamlılık düzeyinde değerlendirilmiştir. İstatistiksel analizler MINITAB yazılım paketi
kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın sonucunda, mikro morfolojik özelliklerin sayısal değerleri
bitkileri birbirinden ayırmak için kullanılabilecek alternatif kanıtlar sağlayabileceği bulunmuştur. Böylece
bu çalışma sonuçları, incelenen örneklerin birbirlerinden sadece morfolojik özellikleriyle değil aynı
zamanda sayısal mikro morfolojik anatomik karakterleri ile de ayırt edilebildiğini ortaya koymuştur.

Cylinder Geometry Modeling in Some Macro and Microstructures in Nature

Ali Özdemir — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

Our study has shown that the micro and macro morphological structures of some living tissues
have different geometric models, and that these microstructures can be defined numerically and shown with
formulas. In the study, information on the subject in the literature was obtained in the evaluation of micro
and macro structures within the geometric framework. As a result of our research, we found that the some
macro and micro structures whose microscopic structures we examined with help microscopy of plants has
cylinder geometric models. A cylinder (from Ancient Greek κύλινδρος (kúlindros) 'roller, tumbler') has
traditionally been a three-dimensional solid, one of the most basic of curvilinear geometric shapes. In
elementary geometry, it is considered a prism with a circle as its base. The geometric structures related to
these geometric models, microscopic photographs showing their micro structures and the formulas of the
numerical properties of these structures are given in the study. Most living materials in nature have a
geometric model. The geometric shapes of these structures, their positions of coming together, the areas
they cover, and their durability affect the functionality of their entirety. With this study, we tried to
determine the geometric modeling of some living structures that we see around us and share our planet
with. The method we applied was done by identifying geometric models or shapes that most closely
resemble the actual shape of the micro and macro structures. At the same time, literature information from
similar studies was also used. On the other hand, literature information about the geometric models and
mathematical formulas of these micro and macro structures was evaluated. In addition, the structures of the
geometric models obtained from these definitions were shown with figures. As a result, we were to detect
cylinder geometric models the macro and microstructures of some plant tissues.

Tef (Eragrostis teff) Bitkisinin Özellikleri, Yetiştiriciliği ve Kullanım Alanları Üzerine Bir İnceleme

Mustafa ŞAHİN, Müzeyyen ÖZDEMİR — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

Bu çalışmada, artan gıda ve yem ihtiyacına çözüm arayışları çerçevesinde tef (Eragrostis teff)
bitkisi ele alınmıştır. Afrika kökenli olan ve binlerce yıldır tarımı yapılan tef, hem insan beslenmesi hem
de hayvancılıkta yem kaynağı olarak dikkate değer özellikler sunmaktadır. Tef, kuraklığa, su baskınlarına
ve zararlılara karşı yüksek dayanıklılık göstererek farklı iklim koşullarında başarıyla yetiştirilebilmekte ve
bu yönüyle sürdürülebilir tarım sistemleri için önemli bir alternatif oluşturmaktadır. Yüksek protein,
demir, kalsiyum ve lif içeriği ile öne çıkan tef, özellikle çölyak hastaları ve gluten intoleransı olan
bireyler için değerli bir gıda kaynağıdır. Hayvancılık açısından ise yüksek ot verimi ve besleyiciliği
sayesinde yem bitkisi olarak büyük potansiyele sahiptir. Türkiye’de yapılan araştırmalar, tefin farklı ekim
zamanlarında verim ve kalite açısından başarılı sonuçlar verdiğini göstermiştir. Bu bağlamda, tef bitkisi
hem insan sağlığına katkıları hem de tarımsal üretime esnekliğiyle dikkat çekmekte, yeni yem ve gıda
kaynakları arayışında önemli bir seçenek olarak öne çıkmaktadır. Çalışma sonucunda, tefin ülkemizde
yaygınlaştırılması ile hem besin güvenliğine hem de tarımsal çeşitliliğe önemli katkılar sağlanabileceği
ortaya konulmuştur.

Büyük Abdiuşağı Köyü (Kırşehir-Akpınar) Manganez Cevherleşmelerine Yönelik İlk Bulgular

Ahmet EFE — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

Bu çalışma, Kırşehir-Akpınar bölgesindeki Büyük Abdiuşağı Köyü kuzeyinde yer alan manganez
cevherleşmesini ve çevre kayaçların özelliklerini incelemek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Çalışmada,
manganez cevherleşmelerinin dağılımı, şekilleri, yankayaç ilişkileri, mineralojik bileşimleri ve dokusal
özellikleri detaylı saha ve laboratuvar yöntemleriyle değerlendirilmiştir. İnceleme alanında, Çiçekdağı
Formasyonu'nun volkano-sedimanter kayaçları ile Orta Anadolu Granitoyitleri, Neojen yaşlı İncek
Formasyonu ve Kızılırmak Formasyonu birimleri gözlenmiştir. Çalışma sonucunda, manganez
cevherleşmelerinin hidrotermal kökenli olduğu, Çiçekdağı Formasyonu'na ait radyolarit ve pelajik
kireçtaşlarında lokalize olduğu ve bu cevherleşmelerin fayların oluşturduğu ezik zonlarda geliştiği
belirlenmiştir. Cevherleşmenin mineralojik bileşenleri arasında psilomelan ve proluzit ön plana çıkmıştır.
Bulgular, bölgedeki manganez cevherleşmelerinin jeolojik süreçlere bağlı oluşum mekanizmalarını
anlamak için önemli veriler sunmaktadır.

Başınayayla Köyü (Yozgat) Çevresinde Gözlenen Polimetal Oluşumlarına İlişkin Arazi Verileri

Ahmet EFE — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

Bu çalışmada, Orta Anadolu Kristalen Kompleksi içerisinde yer alan Yozgat Batoliti’nin jeolojik
yapısı ve cevherleşme potansiyeli incelenmiştir. Çalışma kapsamında 1/25.000 ölçekli jeolojik harita
hazırlanmış, bölgeden alınan kayaç örnekleri mineralojik-petrografik yöntemlerle analiz edilerek cevher
mikroskopisiyle mineralizasyon özellikleri araştırılmıştır. Arazi çalışmalarında molibden ve bakır
cevherleşmesine ilişkin doğrudan mineralizasyon belirtileri gözlenmemiştir. Ancak, oksidasyon
sementasyon zonuna bağlı olarak özellikle malakit sıvamaları ve galenit minerali tespit edilmiştir. Bu
oluşumlar, Başınayayla Köyü’nün doğu-güneydoğusunda ve batı kesiminde, diyorit-granit dokanakları ile
silis dolgulu kırık sistemleri boyunca yayılım göstermektedir. Cevherli olduğu düşünülen parlatma
bloklarında molibdenit izlenmemiş, ancak pirit, galenit, kalkopirit, manyetit ve ilmenit birliktelikleri
belirlenmiştir. Bölgenin jeolojik ve jeodinamik evrimi göz önüne alındığında, cevherleşme modelinin
damar tipi yataklanmalar şeklinde gelişebileceği öngörülmektedir. Önceki çalışmalar porfiri sistemler
önerse de, yitim zonlarına bağlı I-tipi granitoyitlerin bölgedeki jeolojik yapı ile örtüşmemesi nedeniyle bu
modelin bölgeye uygun olmadığı değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, inceleme alanında epitermal damar
tipi cevherleşmelerin geliştiği anlaşılmaktadır. Bu nedenle, bölgedeki arama çalışmalarında galeri, yarma
ve sondaj yöntemleri bu modele göre tasarlanmalıdır. Özellikle eğik sondajlar tercih edilmelidir, çünkü
düşey sondajlar damar sistemlerini pas geçebilir. Ayrıca, bozunmamış birincil minerallerin daha
derinlerde bulunabileceği dikkate alınarak araştırma süreçleri planlanmalıdır.

The Influence of Emerging Technologies on the Transformation of Airport Operations and the Enhancement of Passenger Experience: An Overview of Smart Airport Solution

Ayşenur ERDİL — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

For all parties involved, especially airports and airline corporations, a swift and unavoidable
evolutionary process is being driven by the ongoing high demand in the global air transportation sector and
the intrinsic complexity of the current operational systems. There is a growing need to go beyond the long
standing close relationship between passengers and airlines, turning airports from important transit hubs
into essential elements of the whole travel experience. Global economic, social, cultural and especially
technical developments are the primary forces behind this change. Additionally, this tendency is being
significantly impacted by the new generation of digitally native customers’ changing consumption patterns
and growing need for tailored services. An analysis of the evolution of the two main aviation industry
players, airports and airlines, shows a growing awareness of the strategic significance of passenger
happiness and experience. As a result, airports are developing beyond simple infrastructure to become
cutting-edge hubs with cutting-edge and Emerging technologies and services focused on passengers.
Achieving high levels of passenger happiness and positive experiences is essential for success in the
aviation industry, given its competitive landscape and profitability dynamics. By analyzing current trends
in the relevant industry and the research approaches used, this article seeks to offer a perspective on the
possible evolution of future passenger experiences. Within a broad framework, the function of smart airport
solutions in this transition and their potential to improve the traveler experience are discussed.

Veri Artırmanın CNN Tabanlı Derin Sinir Ağı Modellerine Etkisi

Kadir KESGİN — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

Bazı Draba Türlerinin Anatomik Özelliklerinin İstatistiksel Karşılaştırılması

Canan Özdemir — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

Çalışmada, Brassicaceae familyasına ait iki Draba (Draba nemorosa L.ve Draba rosularis Boiss).
türünün doğal ortamlarından toplanılan örnekleri çalışılmıştır. Bu türlerden Draba rosularis Boiss taksonu
endemik olup sınırlı bir alanda yayılış göstermektedir. Çalışmada bu taksonların kök ve gövde anatomik
özellikleri belirlenerek bu özelliklerin sayısal değerleri ile istatistiksel olarak karşılaştırmasına yapılmıştır.
Taksonların ait olduğu Brassicaceae (Turpgiller)familyası tek ya da çok yıllık otlar ya da nadiren küçük
çalılardan oluşan bir ailedir. Kök kazık, kökgövde, yumrulu rizomlu ya da nadiren sitolonludur. Bitkiler
çoğunlukla karasal ya da nadiren yarı batıktır. Gövdeler dik, yükselici ya da yatık, otsu ya da nadiren
odunsu, yapraksı ya da yapraksız ve zaman zaman da gövde hiç yoktur. Kayadolaması olarakta adlandırılan
örneklerimizin cinsinin genel özellikleri ise; tek, iki ya da çok yıllık otlardan oluşması, odunsu köke sahip
oluşu ve küme oluşturmasıdır. Gövde dik, yükselici ya da zaman zaman yatıktır. Tüyler basit ya da
çatallıdır. Taban yaprakları saplı, sıklıkla rozet halinde, basit ve kenarları düz, dişli ya da nadiren
lobludur. Çalışma materyali olan taksonların mikro morfolojik gözlemlerden elde edilen ölçümlere ait
sayısal değerleri çalışmanın istatistiksel çalışması için kullanılmıştır. Örneklerin mikro morfolojik
özelliklerine ait bu değerler birbirleri ile regresyon analizi ve pearson korelasyon testleri kullanılarak
karşılaştırılmaları yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar tablolar ile gösterilerek istatistik sonuçları P<0.05 ve
P<0.01 anlamlılık düzeyinde değerlendirilmiştir. İstatistiksel analizler MINITAB yazılım paketi
kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışmanın sonuçları kök ve gövde epidermis, korteks gibi kantitatif mikro
morfolojik karakterlerin taksonları ayırmak için kullanılabilecek uygun taksonomik karakterler olduğunu
göstermiştir. Böylece bu çalışma sonuçları, incelenen örneklerin birbirlerinden sadece morfolojik
özellikleriyle değil aynı zamanda sayısal mikro morfolojik anatomik karakterleri ile de ayırt edilebildiğini
ortaya koyarak mikro morfolojik karakterlerin sayısal analizinden elde edilen sonuçların taksonların
tanınması için ek kanıt sağlayabileceği bulunmuştur.

Energy-Efficient Deep Learning through Memristive Neuromorphic Synapses: A Hardware Implementation Study

Baki Gökgöz — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

Advances in artificial intelligence and machine learning, especially in deep learning, have driven
rapid adoption across various fields. However, the high computational demands and extensive data
processing needs of these algorithms pose major energy efficiency challenges for traditional Von Neumann
based computing systems. These issues are compounded by the slowing scalability of semiconductor
technology and the inefficiencies of parallel processing in multi-core architectures. To address these
limitations, neuromorphic computing systems which unify memory and processing at the hardware level
have emerged as a promising solution for energy efficient AI. Among their key components, memristive
devices stand out by mimicking biological synaptic behavior with extremely low power consumption,
allowing for physical representation of synaptic weights in neural networks. This study explores the
hardware implementation of memristive synapses in deep neural networks. While memristive systems may
have longer training times compared to software-based convolutional neural networks, they achieve
competitive accuracy (up to 90%) using gradient descent optimization methods, all while consuming around
100,000 times less energy. This dramatic improvement in energy efficiency makes memristive technology
a leading candidate for both current and future sustainable AI systems.

Artificial Intelligence and the Problem of Energy Consumption: Challenges and Opportunities for a Sustainable Future

Baki Gökgöz — Fri, 09 May 2025 00:00:00 +0300

In recent years, artificial intelligence (AI) systems have rapidly advanced, offering transformative
solutions that significantly enhance efficiency across various sectors such as healthcare, finance,
transportation, and education. However, the growing computational demands required to train and deploy
state-of-the-art AI models particularly those based on deep learning architectures—have raised serious
concerns regarding their environmental sustainability. Training large-scale models often involves the
consumption of vast amounts of electricity, resulting in substantial carbon emissions and a considerable
ecological footprint. This paper provides a comprehensive examination of the energy consumption
associated with AI systems, highlighting the underlying factors contributing to their environmental impact,
including model complexity, dataset scale, and infrastructure design. It also surveys recent efforts aimed at
mitigating these effects, including the development of energy-efficient algorithms, adoption of low-power
hardware architectures, and implementation of carbon-aware computing strategies. Furthermore, the
concept of “Green AI” is discussed as a paradigm shift towards sustainability-aware AI development,
advocating for the inclusion of energy and environmental metrics as core evaluation criteria in AI research.
The paper concludes by emphasizing the need for interdisciplinary collaboration and policy intervention to
align the progress of AI technologies with global sustainability goals.