Biomimikri: 7 Desain Cerdas yang Terinspirasi oleh Alam (Part 1)

Jika kita amati lebih dekat, sebetulnya ada banyak hal yang dapat kita pelajari dari alam. Tak jarang alam menyediakan solusi yang tidak selalu kompleks atas masalah yang dihadapi oleh manusia. Biomimikri, demikian istilahnya, adalah suatu pendekatan inovasi pengembangan produk dan teknologi baru dengan meniru dan mengadopsi inovasi yang telah lama ada di alam. Biomimikri adalah proses peniruan inovasi yang ada di alam kemudian mengaplikasikannya pada teknologi yang dapat dimanfaatkan manusia. Harapannya adalah dengan menerapkan sistem yang ada di alam sebagai acuan desain, manusia dapat mengembangkan produk dan teknologi yang lebih ramah lingkungan, berkelanjutan, dan menjawab tantangan teknologi yang dihadapi manusia. Berikut adalah tujuh contoh desain cerdas yang dikembangkan oleh manusia yang terinspirasi oleh alam.

1 Kingfisher dan Kereta Api Shinkansen

Seperti yang kita ketahui, Jepang adalah salah satu negara yang memproduksi transportasi massal terbaik di dunia. Salah satu transportasi massal paling efisien di Jepang adalah kereta api Shinkansen yang kecepatannya bisa mencapai mencapai 320 km/jam.

Pada saat awal pengoperasian Shinkansen, masalah yang dihadapi para insinyur adalah bukan tentang kecepatan Shinkansen yang tidak mencapai target minimum, tetapi masalah suara bising yang ditimbulkan oleh perpindahan udara di depan kereta. Saat memasuki terowongan, Shinkansen yang melaju dengan kecepatan tinggi akan menimbulkan gelombang suara seperti ledakan. Pada beberapa kasus gelombang ini bahkan menimbulkan kerusakan struktural pada terowongan.

Setelah diteliti ternyata penyebab suara bising adalah bagian depan kereta yang tumpul. Para insinyur akhirnya membuat model “hidung” kereta yang lebih “mancung” dari model sebelumnya. Model hidung mancung ini terinspirasi dari paruh burung Kingfisher (Burung Raja Udang) yang memungkinkan sang burung dapat masuk ke dalam air dengan kecepatan tinggi tanpa menimbulkan percikan air yang berarti. Pada akhirnya, penerapan paruh burung raja udang pada kereta ini membuat kecepatan kereta meningkat hingga 10 persen, konsumsi listrik menurun hingga 15 persen, dan yang terpenting adalah hilangnya suara ledakan saat kereta memasuki terowongan.

Kingfisher dan Shinkansen. Sumber: Pixabay

2 Burung Pelatuk dan Black-Box

Burung pelatuk dikenal karena kemampuan mereka yang mampu membuat lubang pada batang pohon yang keras menggunakan paruh mereka. Makhluk luar biasa ini dapat mematuk batang pohon hingga sebanyak 20 patukan per detik atau setara dengan kecepatan 24 km/jam. Sangat mengesankan. Dengan kecepatan mematuk setinggi itu, bagaimana mereka menahan guncangan patukan?

Jawabannya adalah burung pelatuk memiliki sistem peredam guncangan alami. Peneliti dari University of California, Berkeley, mengamati pergerakan pelatuk dar video dan CT scan paruh burung pelatuk, dan menemukan bahwa pelatuk memiliki struktur khusus yang memungkinkan pelatuk dapat meredam goncangan mekanis. Pertama, struktur paruh semi elastis dari material “tulang spon” di belakang tengkorak. Kemudian, adanya cairan serebrospinal yang bekerja bersamaan untuk menghindari terjadinya gegar otak dan guncangan kencang. Berdasarkan multi-struktur desain ini, para insinyur menerapkan sistem peredam guncangan pada pengembangan Black-box (kotak hitam) pada pesawat yang memungkinkan kotak hitam lebih tahan guncangan keras.

Burung Pelatuk dan Black-box. Sumber: Wikimedia commons.

3 Sirip Paus Bungkuk dan Turbin Angin

Turbin angin konvensional banyak mengandalkan desain aerodinamis yang relatif standar untuk mendapatkan daya angkat kincir maksimal dan daya gesek minimal. Kincir didesain dengan tepi menipis dan garis yang mulus. Bagaimanapun, ternyata paus bungkuk memiliki sirip tubercle yang tipis dan bergelombang. Bentuk sirip seperti ini memungkinkan paus untuk memiliki sistem pengangkatan yang luar biasa.

Sebuah tim peneliti dari Harvard mengemukakan bahwa bentuk sirip tipis bergelombang memiliki “sudut serangan” antara aliran air dan muka sirip yang lebih curam. Sudut serangan pada paus bungkuk bisa lebih curam hingga 40 persen dibandingkan dengan sirip halus tidak bergelombang.

WhalePower Corporation, sebuah perusahan pengembang turbin yang berada di Toronto, memanfaatkan teknologi tubercle ini. Menurut MIT, dengan menerapkan teknologi ini, turbin tubercle dengan kecepatan 10 mil per jam dapat menghasilkan daya yang setara dengan daya yang dihasilkan turbin konvensional pada kecepatan 17 mil per jam.

Sirip Paus Bungkuk yang bergelombang. Sumber: Wikimedia Commons

Sumber:

https://interestingengineering.com/biomimicry-9-ways-engineers-have-been-inspired-by-nature