ELYTRA: Bagaimana alam akan membentuk masa depan kita

Musim panas ini saya menghabiskan seluruh bulan Juni bepergian ke Eropa. Pengalaman itu benar-benar petualangan angin puyuh, mengubah perspektif saya tentang hampir setiap aspek kondisi manusia. Di setiap kota, dari Dublin hingga Oslo dan Dresden hingga Paris, saya terus-menerus dikejutkan oleh keajaiban sejarah yang ditawarkan setiap kota--tapi yang tidak saya harapkan adalah melihat sekilas masa depan kehidupan perkotaan.

Saat mengunjungi Museum Victoria dan Albert (dikenal secara luas sebagai Museum V&A) pada hari yang sangat panas, saya dengan enggan memasuki paviliun terbuka. Di sana, saya terkejut melihat pameran berjudul ELYTRA, sangat kontras dengan pameran sejarah dan antropologis di dalam V&A. ELYTRA adalah inovasi teknik yang efisien, berkelanjutan, dan kemungkinan dapat membentuk masa depan ruang rekreasi dan arsitektur publik kami.

Apa itu ELYTRA?

Struktur yang disebut ELYTRA adalah pameran robotika kunjungan yang dikembangkan oleh arsitek Achim Menges dan Moritz Dobelmann bekerja sama dengan insinyur struktural Jan Knippers serta Thomas Auer, seorang insinyur iklim. Pameran interdisipliner menunjukkan dampak masa depan dari desain yang diilhami alam pada teknologi, teknik, dan arsitektur (Victoria & Albert).

Pameran ini terdiri dari robot yang dinonaktifkan yang duduk di bawah pusat struktur anyaman kompleks yang telah dibangunnya. Potongan heksagonal dari pameran ini ringan, namun kuat dan tahan lama.

Biomimikri: Apa yang perlu Anda ketahui

Struktur heksagonal dari setiap bagian ELYTRA dikembangkan dan disempurnakan melalui Biomimetic Engineering, atau Biomimicry. Biomimikri adalah bidang yang ditentukan oleh desain dan adaptasi yang diilhami secara biologis yang berasal dari alam.

Sejarah biomimikri sangat luas. Pada awal 1000 M, orang Cina kuno berusaha mengembangkan kain sintetis yang terinspirasi oleh sutra laba-laba. Leonardo da Vinci mengambil isyarat dari burung ketika merancang cetak biru mesin terbangnya yang terkenal.

Saat ini, para insinyur terus mencari ke alam untuk menciptakan teknologi baru. Jari-jari kaki tokek yang lengket menginspirasi kemampuan robot untuk memanjat tangga dan dinding. Kulit hiu menginspirasi pakaian renang dengan gaya tarik rendah yang aerodinamis untuk para atlet.

Biomimikri benar-benar bidang ilmu pengetahuan dan teknologi yang interdisipliner dan mempesona (Bhushan). Itu Institut Biomimikri mengeksplorasi bidang ini dan menyediakan cara untuk terlibat.

Inspirasi dari ELYTRA

ELYTRA terinspirasi oleh punggung kumbang yang mengeras. Elytra kumbang melindungi sayap halus dan tubuh serangga yang rentan (Ensiklopedia Kehidupan). Perisai pelindung keras ini membingungkan para insinyur, fisikawan, dan ahli biologi.

Bagaimana mungkin elytra ini cukup kuat untuk memungkinkan kumbang meluncur di tanah tanpa merusak peralatan mereka, sementara secara bersamaan cukup ringan untuk mempertahankan penerbangan? Jawabannya terletak pada desain struktural bahan ini. Penampang permukaan elytra menunjukkan bahwa cangkang terdiri dari bundel serat kecil yang menghubungkan permukaan luar dan dalam, sementara rongga terbuka mengurangi berat keseluruhan.

Profesor Ce Guo dari Institut Bio-Inspired Structures and Surface Engineering di Nanjing University of Aeronautics and Astronautics menerbitkan makalah yang merinci pengembangan struktur berdasarkan fenomena alam elytra. Kesamaan antara sampel elytra dan struktur material yang diusulkan sangat mencolok.

Manfaat biomimikri

Elitra memiliki "sifat mekanik yang sangat baik ... seperti intensitas tinggi dan ketangguhan". Faktanya, ketahanan terhadap kerusakan ini juga yang membuat desain biomimetik seperti ELYTRA begitu berkelanjutan – baik untuk lingkungan maupun ekonomi kita.

Hanya satu pon berat yang disimpan di pesawat sipil, misalnya, akan mengurangi emisi CO2 dengan mengurangi konsumsi bahan bakar. Satu pon bahan yang sama yang dipindahkan akan mengurangi biaya pada pesawat itu sebesar $300. Saat menerapkan biomaterial penghemat berat itu ke stasiun luar angkasa, satu pon berarti penghematan lebih dari $300,000.

Ilmu pengetahuan dapat berkembang pesat ketika inovasi seperti: biomaterial Guo dapat diterapkan untuk mendistribusikan dana lebih efisien (Guo et.al). Faktanya, ciri khas biomimikri adalah upayanya menuju keberlanjutan. Tujuan lapangan termasuk “membangun [ing] dari bawah ke atas, merakit sendiri, mengoptimalkan daripada memaksimalkan, menggunakan energi bebas, penyerbukan silang, merangkul keragaman, beradaptasi dan berkembang, menggunakan bahan dan proses yang ramah kehidupan, terlibat dalam hubungan simbiosis, dan meningkatkan biosfer.”

Perhatian pada bagaimana alam telah membuat bahan-bahannya dapat memungkinkan teknologi untuk hidup berdampingan secara lebih alami dengan bumi kita, dan menarik perhatian pada seberapa banyak dunia kita telah dirusak oleh teknologi "tidak alami" (Crawford).

Selain efisiensi dan keberlanjutan ELYTRA, pameran ini menunjukkan potensi besar untuk arsitektur dan masa depan ruang rekreasi publik, karena kemampuannya untuk berkembang. Struktur inilah yang dikenal sebagai "tempat perlindungan responsif", dengan banyak sensor yang terjalin di dalamnya.

ELYTRA berisi dua jenis sensor berbeda yang memungkinkannya mengumpulkan data tentang dunia di sekitarnya. Jenis pertama adalah kamera pencitraan termal. Sensor ini secara anonim mendeteksi gerakan dan aktivitas orang-orang yang menikmati keteduhan.

Jenis sensor kedua adalah serat optik yang berjalan melalui keseluruhan pameran. Serat ini mengumpulkan informasi mengenai lingkungan di sekitar struktur serta memantau iklim mikro di bawah pameran. Jelajahi peta data pameran di sini.

Realitas luar biasa dari struktur ini adalah bahwa “kanopi akan tumbuh dan mengubah konfigurasinya selama Musim Rekayasa V&A sebagai respons terhadap data yang dikumpulkan. Bagaimana pengunjung menghambat paviliun pada akhirnya akan menginformasikan bagaimana kanopi tumbuh dan bentuk komponen baru (Victoria & Albert).”

Berdiri di dalam paviliun Museum Victoria dan Albert, tampak jelas bahwa strukturnya akan mengembang mengikuti lekukan kolam kecil. Logika sederhana yang memungkinkan orang menggunakan ruang untuk menentukan arsitekturnya sangat mendalam.