apa itu teknologi Biomimetik

Kita malah sesiapa sahaja sejak berzaman memang amat suka dan minat dengan alam semulajadi sebagai salah satu sumber inpirasi. Sifat dan ciri2 yang ada pada alam flora dan fauna inilah yang memberikan inspirasi, idea dan kehidupan  seharian dengan meniru gaya dan sifat alam untuk digunakan dan di aplikasikan.

Apakah itu biomimetik? Bagi sesetengah dari masyarakat mungkin baru sahaja mendengar  perkataan ini namun ianya memang sudah terlalu lama wujud dimuka bumi ini kerana segala aspirasi alam flora dan fauna ini telahpun digunakan oleh nenek moyang kita sejak dulu.

• Biomimetik adalah bermaksud meniru atau mengambil contoh kebolehan alam semulajadi termasuk haiwan dan tumbuhan yang diterjemahkan kepada rekabentuk kejuruteraan yang dapat digunakan bagi menghasilkan peranti atau perkakasan kegunaan manusia sejagat.

Rekaan Otto Schmitt

Seperti masyarakat di Negara China sejak 3000 tahun dahulu menggunakan prinsip biomimetik ini dengan mencipta sutera tiruan. Leonardo da Vinci juga pernah mengkaji bagaimana cara burung itu terbang dan cetusan idea ini beliau merekabentuk mesin yang mampu terbang. Sehinggalah pada kurun ke 20 kita boleh lihat dengan kepelbagaian produk dari hasil idea dan segala ilham ini. Pada 1980an kepintaran pembuatan rangkaian neutral dalam bidang teknologi telahpun mencetuskan penghasilan kajian dan keghairahan untuk meniru otak manusia. Dengan wujudnya sel bio dan asid deoksiribonukleik (DNA) telah membawa ilham kepada para saintis dengan harapan suatu hari nanti mereka dapat mencipta alat berskala molekul yang dapat membina dirinya sendiri. Dalam bidang biologi, protein telah digunakan dengan mengawal formasi sebatian bahan kimia bagi membentuk struktur bahan fungsian dan juga hibrid.

Tenaga matahari kelawar diispirasi pada pesawat pengintip

Lengan robot diispirasi daripada belalai gajah

Bidang biomimetik ini penggunaan kaedah2 dan juga kewujudan di dalam alam sekitar bagi aplikasi kejuruteraan dan teknologi telah berkembang dan menghasilkan banyak inovasi yang jauh lebih baik dari apa yang akal manusia dapat fikirkan.Ini kerana kejadian alam semulajadi telah mengambil masa berbillion tahun lamanya untuk menghasilkan penyelesaian yang sangat efektif kepada masalah kompleks di sekelilingnya. Di dalam system ini, alam semulajadi banyak menyelesaikan pembaziran dan kecuaian dengan itu ianya amat jarang sekali berlaku tidak seperti ciptaan manusia itu sendiri. Contoh yang ketara adalah apabila kereta yang dijanakuasakan oleh gas hanya 20 peratus efisen yang mana hanya 20 peratus dari kandungan tenaga terma dari gasoline ditukarkan kepada mekalnikal.

Antara contoh2 yang boleh diilhamkan untuk teknologi biomimetik ini adalah:

1. Burung kelicap menyeberangi Teluk Mexico menggunakan kurang daripada  3 gram (satu per sepuluh daripada satu aun) bahanapi.
2. Pepatung mengendalikan pesawat helikopter paling terbaik.
3. Sistem pemanasan dan pendingin hawa dalam busut anai-anai paling terhebat dalam istilah penggunaan alat dan tenaga berbanding sistem yang dibuat oleh manusia.
4. Penghantar frekuensi tinggi kelawar lebih cekap dan lebih peka daripada sistem radar buatan manusia.
5. Alga sinar-cahaya menyatukan pelbagai bahan kimia untuk menyinari badan mereka.
6. Ikan dan katak artik menyejukbeku dan kemudian menganjal untuk hidup, telah melindungi organ mereka daripada dimusnahkan oleh ais.
7. Sesumpah dan sotong merubah corak  kulit mereka menyerupai persekitaran dengan sekelip mata.
8. Lebah, penyu dan burung belayar tanpa peta.
9. Ikan paus dan burung penguin menyelam tanpa sebarang peralatan skuba.

Biomimetik, perkataan ini pertama sekali digunakan oleh seorang pereka dari amerika iaitu Otto Schmitt sekitar tahun 50 an. Ia juga dikenali sebagai bionic ( istilah ini pertama kali digunakan oleh pegawai tentera amerika pada tahun 1958), bio-inpirasi dan juga biognosis. Ia telah digunakan dalam kepelbagaian bidang termasuklah alam sains politik sehingga ke rekabentuk kereta dan sains komputer (sibernetik, neuron tiruan dan rangkaian neural tiruan menggunakan prinsip biomimetik). Secara umumnya terdapat tiga model biologi yang telah ditiru untuk aplikasi teknologi:

1. Replikasi kaedah pemprosesan semulajadi seperti pembuatan sebatian bahan kimia oleh flora dan juga fauna.
2. Meniru mekanisma yang wujud dalam alam seperti daya lekatan seumpama velcro dan kebolehan cicak melekat pada dinding.
3. Menyalin prinsip berorganisasi daripada kelakuan sosial organisma seperti semut, lebah dan juga mikroorganisma lain.

Sekumpulan para penyelidik dari University of Bath, United Kingdom yang diketuai oleh Dr. Julian Vincent telah membuat satu pangkalan data “paten biologi” yang membolehkan para jurutera secara terus mendapat pengaksesan terhadap sifat dan ciri alam tanpa lagi perlu mendapatkan khidmat nasihat dari ahli biologi. Menurut majalah “The Economist” keluaran Jun 2005, kaedah pangkalan data ini akan membolehkan sesiapa sahaja mencari dan meneroka mekanisma biologi untuk penyelesaian secara natural bagi penyelesaian masalah teknologi manusia.

1. Aplikasi biomimetik ini boleh dilihat dengan contoh mudah seperti penggunaan velcro yang dihasilkan pada tahun 1948 oleh seorang jurutera Swiss, George de Mestral dimana beliau menyedari bagaimana mekanisma duri tumbuhan yang melekat pada bulu anjingnya. The Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA),
2. Satu organisasi penyelidikan dan pembangunan Jabatan Pertahanan Amerika dan juga NASA telah menggunakan prinsip biomimetik dalam mengkaji sistem navigasi dan strategi pergerakan serengga bagi merekabentuk kenderaan dan robot tanpa pemandu generasi masa hadapan.
3. Penggunaan biomimetik juga boleh dilihat dalam penggunaan terowong angin, dimana para penyelidik telah mendapati sirip pada belakang ikan paus amat efisien sebagai rekabentuk sayap dan prinsip tersebut telah digunakan dalam industri aeronautik pesawat.
4. Para jurutera sedang cuba menggunakan prinsip aerodinamik ini terhadap pesawat masa hadapan dan juga rekabentuk automotif. Pada masa yang sama para jurutera di Airbus (syarikat pesawat di eropah) telah menggunakan kulit kasar ikan jerung sebagai sumber inspirasi mereka dalam merekacipta bahan bagi penyalutan sayap pesawat yang mana telah mengurangkan sebanyak 6 peratus daya seretan dan meningkatkan kecekapan penggunaan minyak.
5. “Pita Gecko” adalah satu produk yang masih dalam fasa penyelidikan dan pembangunan diinspirasikan dari kebolehan cicak memanjat dan berjalan pada siling dan dinding rumah.
6. Daya van der Waals (daya tarikan antara molekul yang lemah) telah dieksploitasi dengan meniru struktur seperti rambut halus yang menyaluti kaki cicak.
7. Syarikat Daimler Chrysler pula sedang berusaha membangunkan kenderaan konsep yang sangat efisien bagi pengunaan minyak berdasarkan badan seekor ikan yang berbentuk kiub. Kenderaan tersebut dikatakan dapat menjimatkan sebanyak 20 peratus penggunaan minyak dan mengurangkan 80 peratus pelepasan gas merbahaya seperti nitrogen oksida.

Dalam masa yang terdekat ini, kita boleh melihat penggunaan prinsip biomimetik ini meningkat dan ditambah baik oleh kecekapan manusia dalam mencipta kepelbagaian produk2 dan sistem.

Terdapat arahan untuk kamu dalam lembu. Daripada kandungan-kandungan perut mereka , dari pundi buangan dan darah, Kami berikan kamu susu asli untuk minuman, mudah bagi peminum-peminum untuk menelan. (Qur’an, 16:66)

Dan sesungguhnya ada pengajaran untukmu dalam binatang ternakan kamu. Kami beri kamu minum daripada apa yang ada dalam perut-perut mereka dan terdapat pelbagai kaedah yang kamu menafaat dari mereka, dan kamu makan sejumlah daripadanya, dan kamu mengenderai mereka dan atas kapal-kapal juga. (Qur’an, 23:21-22)

Mari kita berhenti seketika dan lihatlah sekeliling, sudah tentu kita sendiri telah sedari bahawa ciptaan Tuhan Yang  Maha Kuasa penuh dengan pelbagai inspirasi dan boleh mencetuskan idea untuk kegunaan sendiri dan orang lain juga umumnya manusia sejagat. Alam semulajadi ciptaan-Nya ini akan berterusan memberikan kepelbagaian ilham kepada kita dengan syarat kita  perlu menitik beratkan bagi memelihara dan menjaga alam sekitar. Sama2 kita hargai dunia dan alam semulajadi ini yang dicipta oleh-Nya untuk kita. Patutnya kita bersyukur dan memanjatkan doa juga berterima kasih pada-Nya.