Teknologi dan alam secara tradisional dipandang sebagai kekuatan yang berlawanan—teknologi sering kali menjadi sarana untuk menciptakan objek atau energi yang tidak muncul secara alami di lingkungan kita. Namun, pendekatan baru terhadap pengembangan produk dan teknologi, seperti biomimikri dan desain generatif, membuktikan sebaliknya.
Desain generatif adalah pendekatan terhadap desain dan desain produk digital atau fisik (situs web, gambar, melodi, model arsitektur, detail, animasi, dll.), di mana seseorang mendelegasikan sebagian prosesnya ke teknologi dan platform komputer. Dengan mensimulasikan ribuan variasi menggunakan komputasi canggih, prosesnya meniru proses alami evolusi.
Jeff Kowalski, chief technology officer di Autodesk, menjelaskan proses desain generatif:
“Algoritme pembelajaran mesin di komputer kini dapat menemukan pola yang melekat pada jutaan model 3D dan membuat taksonomi tanpa arahan atau intervensi manusia.” Biomimikri adalah “pendekatan inovasi” yang berupaya mencapai solusi berkelanjutan terhadap masalah manusia dengan meniru pola dan strategi alam yang telah terbukti dari waktu ke waktu.” ."
Di bawah ini kita melihat 10 contoh epik teknologi yang terinspirasi dari alam yang memanfaatkan konsep biomimikri dan/atau desain generatif.
1. Obat dan vaksin – bulu babi
Peneliti Australia telah meniru cara bulu babi membangun cangkang luar yang kuat di sekelilingnya untuk melindungi protein dan vaksin dari perubahan suhu lingkungan.
Proses kimiawi yang menciptakan lapisan pelindung ini sangat berguna untuk pengembangan seperti obat-obatan yang didistribusikan di negara-negara dengan sistem transportasi atau pendingin yang buruk.
2. Pusat Akuatik Nasional, Beijing - struktur gelembung
Pusat renang dan menyelam yang terkenal dari Olimpiade Musim Panas 2008 di China ini memiliki tampilan unik yang terdiri dari ratusan gelembung ekstrusi yang tampak semrawut.
Namun, pola gelembung ini sama sekali tidak acak, melainkan didasarkan pada geometri tepat yang ditemukan dalam sistem alam seperti sel, struktur molekul, dan kristal. Mereproduksi pola yang ada dari alam menghasilkan rendering ruang 3D yang paling efisien.
3. Teater Esplanade Singapura - Musang Durian
Terletak di garis khatulistiwa dalam iklim yang sangat panas, teater Esplanade di Singapura memiliki desain yang benar-benar unik dengan atap kaca, yang dipinjam dari buah lokal musang Durian.
Sebuah sistem yang terdiri dari ratusan panel aluminium berbentuk segitiga yang miring ke arah matahari, melindungi kompleks dari panas dan sinar matahari langsung sambil tetap memberikan cahaya alami pada ruang interior.
4. Mixer - Calla
Spiral sentripetal bunga lili calla menjadi inspirasi teknologi pencampuran air industri yang dikembangkan oleh Pax Scientific. Desain alami bunga calla lily sangat cocok karena kemampuannya menunjang aliran air.
Teknologi terkait mixer ini menawarkan kemampuan untuk "mendistribusikan 10 juta galon dalam ruang energi yang sama dengan tiga bola lampu 100 watt."
5. Turbin - sirip ikan paus
Sirip paus bungkuk memiliki tepi bergelombang dan bergerigi yang disebut katup. Tuberkel telah terbukti memberikan dinamika fluida yang jauh lebih besar dibandingkan sirip yang bermata halus.
Dengan memanfaatkan sirip paus raksasa yang bergerigi ini, perusahaan seperti WhalePower dan lainnya telah mengembangkan bilah "tuberkel" untuk digunakan pada kipas dan turbin dengan efisiensi yang jauh lebih besar dibandingkan bilah tradisional.
6. Pakaian renang - kulit hiu
Kulit hiu terdiri dari ribuan sisik yang saling tumpang tindih yang dikenal sebagai “dentikel dermal”. Gigi-gigi ini mengganggu pembentukan pusaran turbulen di dalam air dan memungkinkan hiu bergerak di dalam air dengan lebih efisien dan cepat.
Pada Olimpiade 2008, Michael Phelps dan perenang lainnya berhasil mengenakan kostum berbahan kain yang dirancang meniru kulit hiu dan kemudian melampaui banyak rekor dunia yang ada. Meski pakaian seperti itu kini dilarang di kompetisi renang. Ide meniru gigi hiu saat ini digunakan pada lambung kapal untuk meningkatkan efisiensi.
7. Baterai bio - tubuh manusia
Tubuh manusia menciptakan energi melalui reaksi kimia yang dikenal sebagai metabolisme. Saat seseorang mengonsumsi karbohidrat atau gula, enzim dalam tubuh memecah glukosa dan melepaskan energi. Para ilmuwan kini berupaya menciptakan baterai yang menggunakan senyawa organik seperti gula untuk menghasilkan energi: baterai bio.
Para peneliti dari beberapa universitas, serta perusahaan seperti Sony, telah bekerja selama dekade terakhir untuk menciptakan bio-baterai yang layak secara komersial. Pada tahun 2007, Sony berhasil mengembangkan prototipe baterai bioaktif yang menggunakan enzim untuk menghasilkan energi yang cukup (50 mW) untuk menggerakkan Walkman.
8. Bahan sintetis - sutra laba-laba
Dibuat oleh laba-laba untuk menenun jaringnya, sutra adalah bahan super alami. Karena laba-laba bersifat teritorial dan kanibal, "memanen" laba-laba sutra tidak pernah layak secara komersial. Dan bahkan setelah diperoleh, setiap helai sutra laba-laba sangatlah unik dan luar biasa sehingga seluruh sistem teknologi baru harus diciptakan untuk menyatukan helai-helai tersebut.
Namun, sebuah startup yang berbasis di Emeryville, California bernama Bolt Threads diduga telah memecahkan masalah tersebut dengan menggunakan mikroorganisme hasil rekayasa genetika.
Jika teknologi ini terbukti layak, potensi penggunaan dapat mencakup “rompi antipeluru, botol air yang dapat terurai secara hayati, dan tali gantung fleksibel.”
9. Bahan tahan air - sayap kupu-kupu
Pada tahun 2013, tim insinyur MIT mengembangkan bahan yang disebut-sebut sebagai bahan paling anti air dalam sejarah manusia. Desainnya menampilkan bahan dengan tonjolan silikon kecil yang meniru pola yang ditemukan pada sayap kupu-kupu Morpho.
Bahan ini sangat efektif sehingga pada suhu subcooling, air memantul ke permukaan lebih cepat daripada waktu membekukannya. Hal ini menunjukkan potensi penerapan teknologi ini pada sayap pesawat dan turbin, selain pada pakaian tahan air.
10. Lakban - Jari Gekko
Kaki tokek sangat lengket karena "kelompok struktur panjang dan tipis seperti pisau yang disebut setae, yang meningkatkan luas permukaan dan memperkuat sifat listrik yang lemah antara jari kaki dan permukaan".
Sebuah tim peneliti di Universitas Stanford baru-baru ini mengembangkan bahan perekat buatan berdasarkan konsep ini yang memungkinkan seorang siswa untuk menaklukkan dinding kaca menggunakan dua bantalan tangan yang terbuat dari bahan tersebut. Selain sifat memanjatnya yang mirip Spider-Man, teknologi ini juga mempunyai potensi penerapan dalam industri manufaktur. Ini akan menggantikan sistem yang sudah ada yang menggunakan daya isap atau perekat kimia.
