Lima teknologi manusia yang terinspirasi oleh alam—mulai dari velcro hingga mobil balap

Alam telah, selama jutaan tahun, mengembangkan solusi untuk beradaptasi dengan berbagai tantangan. Saat tantangan yang dihadapi umat manusia menjadi semakin kompleks, kami melihat inspirasi semakin banyak diambil dari alam.

Mengambil proses biologis dan menerapkannya pada masalah teknologi dan desain disebut bioinspirasi. Ini adalah bidang yang berkembang pesat, dan kemampuan kita untuk meniru alam menjadi lebih canggih. Berikut adalah lima contoh mencolok di mana alam telah memandu inovasi manusia—dan dalam beberapa kasus, dapat menghasilkan terobosan yang lebih menarik.

1. Navigasi

Menggunakan ekolokasi, kelelawar dapat terbang dalam kegelapan total. Mereka memancarkan suara dan gelombang ultrasonik, kemudian memantau waktu dan besaran pantulan gelombang ini untuk membuat peta spasial tiga dimensi di sekelilingnya.

Sensor yang mengidentifikasi rintangan saat mundur di banyak mobil modern terinspirasi oleh navigasi kelelawar. Arah dan jarak rintangan dihitung dengan memancarkan gelombang ultrasonik yang memantulkan benda-benda di jalur mobil.

Teknologi navigasi sensorik juga telah diusulkan untuk meningkatkan keselamatan mereka yang memiliki penglihatan terbatas. Sensor ultrasound yang dipasang pada tubuh manusia akan memberikan umpan balik berbasis suara dari lingkungan sekitar seseorang. Ini akan memungkinkan mereka untuk bergerak lebih bebas dengan menghilangkan ancaman rintangan.

2. Peralatan konstruksi

Pelatuk mengetuk permukaan pohon yang keras untuk mencari makan, membangun sarang, dan menarik pasangan. Alat konstruksi, seperti palu hidrolik dan pneumatik genggam, meniru paruh burung pelatuk yang bergetar menggunakan frekuensi yang kira-kira setara dengan pukulan palu burung pelatuk (20 hingga 25 Hz).

Namun getaran alat-alat listrik ini dapat merusak tangan para pekerja konstruksi. Dalam beberapa kasus, hal ini dapat menyebabkan getaran jari putih, suatu kondisi di mana penderita mengalami mati rasa dan nyeri permanen di tangan dan lengan mereka.

Penelitian sekarang sedang mempelajari bagaimana burung pelatuk melindungi otak mereka dari dampak pengeboran berulang kali. Satu studi menemukan bahwa pelatuk memiliki beberapa adaptasi penyerap dampak yang tidak dimiliki burung lain.

Tengkorak mereka diadaptasi menjadi keras dan keras, dan lidah mereka melingkari bagian belakang tengkorak dan jangkar di antara mata mereka. Ini melindungi otak burung pelatuk dengan melunakkan dampak palu dan getarannya.

Riset seperti ini memandu desain peredam kejut dan perangkat kontrol getaran untuk melindungi pengguna peralatan tersebut. Konsep yang sama juga menginspirasi inovasi seperti struktur peredam kejut berlapis untuk desain bangunan.

3. Desain bangunan

Kerang adalah moluska dengan cangkang luar bergelombang berbentuk kipas. Bentuk zig-zag dari kerut ini memperkuat struktur cangkang, memungkinkannya menahan tekanan tinggi di bawah air.

Proses yang sama digunakan untuk meningkatkan kekuatan kotak karton, dengan bahan kertas bergelombang direkatkan di antara dua lapisan luar karton. Pengenalan permukaan bergelombang secara signifikan meningkatkan kekuatan material, dengan cara yang sama melipat selembar kertas menjadi bentuk zig-zag memungkinkannya mengambil beban tambahan.

Struktur cangkang kerang yang berbentuk kubah juga memungkinkannya menahan beban yang signifikan. Struktur ini mandiri karena mendistribusikan berat secara merata ke seluruh bentuk kubah, mengurangi beban pada satu titik. Ini meningkatkan stabilitas struktur tanpa perlu memperkuat balok baja dan telah mengilhami desain banyak bangunan, termasuk Katedral St Paul di London.

4. Aerodinamika transportasi

Hiu memiliki dua sirip punggung yang memberikan beberapa keunggulan aerodinamis. Mereka menstabilkan hiu agar tidak berguling, sementara bentuk aerofoilnya menciptakan area dengan turbulensi rendah di belakangnya sehingga meningkatkan efisiensi gerakan maju hiu.

Sirip hiu telah direplikasi dalam transportasi bermotor. Misalnya, mobil balap menggunakan sirip untuk mengurangi turbulensi saat melaju dengan kecepatan tinggi dan meningkatkan stabilitas saat menikung.

Banyak mobil jalan sekarang memiliki “sirip hiu” kecil yang dipasang di atapnya, yang digunakan untuk mengintegrasikan antena radio mereka. Ini mengurangi hambatan dibandingkan dengan antena kutub tradisional.

Kami juga mengambil inspirasi dari alam untuk meningkatkan efisiensi penerbangan pesawat. Sayap burung hantu bertindak sebagai sistem suspensi; Dengan mengubah posisi, bentuk dan sudut sayapnya, mereka mampu mengurangi efek turbulensi saat terbang. Dan penelitian penerbangan burung hantu dapat membuka pintu untuk perjalanan udara bebas turbulensi di masa depan.

5. Velcro

Mekanisme pengikat kait-dan-loop velcro terinspirasi oleh kemampuan gerinda tanaman burdock untuk mengikatkan diri pada pakaian manusia.

Tumbuhan menggunakan gerinda untuk menempelkan polong biji ke hewan dan manusia yang lewat, untuk menyebarkan benih ke area yang lebih luas. Gerinda memiliki kait kecil yang saling terkait dengan loop kecil dalam bahan lembut.

Velcro mereplikasi ini dengan menggunakan strip yang dilapisi kait bersama dengan strip kain. Saat ditekan bersama, kait menempel pada loop dan diikat satu sama lain.

Velcro digunakan dalam berbagai produk di seluruh dunia. Menurut NASA, itu digunakan di luar angkasa selama misi Apollo dari tahun 1961 hingga 1972 untuk memperbaiki peralatan di tempat tanpa gravitasi.

Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel aslinya.