Alam telah lama menjadi sumber inspirasi manusia dalam menciptakan teknologi. Salah satu pendekatan yang mengintegrasikan prinsip-prinsip biologis ke dalam rekayasa adalah bionika. Bionika atau bionics dalam bahasa inggris berasal dari kata latin ‘bios’ yang berarti kehidupan dan ‘nics’ yang berarti suatu karakter. Dalam kata lain, dapat diartikan bahwa bionika adalah ilmu sistem yang meniru sistem biologis atau memiliki karakteristik biologis (Lu, 2018). Dengan mempelajari mekanisme dan struktur makhluk hidup, manusia berhasil menciptakan inovasi yang tidak hanya canggih tetapi juga efisien. Salah satu contohnya adalah bagaimana sayap kumbang telah menginspirasi pengembangan kendaraan udara mikro (Micro Air Vehicles, MAV) dengan sayap lipat (Song et al., 2021).Â
Mengapa Kumbang?
Kumbang memiliki dua jenis sayap: sayap depan yang keras (elytra) dan sayap belakang yang fleksibel dan dapat dilipat. Elytra melindungi sayap belakang saat kumbang tidak terbang, sedangkan sayap belakang berfungsi untuk terbang dengan cara mengembang dan mengepak. Mekanisme lipatan ini mencakup otot-otot khusus, elastisitas struktur vena sayap, dan tekanan hemolimfa (cairan tubuh serangga).
Mekanisme lipatan dan pengembangan sayap kumbang ini memungkinkan struktur yang sangat kompak dan ringan, menjadikannya sangat menarik untuk diterapkan pada MAV. MAV dengan desain seperti ini dapat lebih kecil, lebih ringan, dan lebih efisien dalam penerbangan.
Rahasia di Balik Sayap Kumbang
Struktur sayap dan Elytra
Sayap kumbang memiliki lipatan yang kompleks dengan garis-garis lipat seperti origami. Sayap ini dilindungi oleh elytra yang keras, yang juga memiliki mekanisme penguncian untuk menjaga kestabilan. Saat hendak terbang, elytra terbuka, dan sayap belakang mengembang dengan cepat, sering kali hanya membutuhkan satu atau dua kepakan (Song et al., 2021).
Elastisitas dan Material Khusus
Sayap belakang kumbang mengandung protein resilin yang sangat elastis, memungkinkan sayap menahan lipatan dan pengembangan berulang tanpa kerusakan. Selain itu, struktur vena seperti ‘tape spring’ menyimpan energi elastis untuk membantu sayap mengembang secara otomatis (Song et al., 2021).
Mekanisme Hidrolik
Pada kumbang besar, pengembangan sayap juga melibatkan tekanan hemolimfa, yang dipompa melalui vena-vena sayap untuk membantu pengembangan. Mekanisme ini serupa dengan sistem hidraulis pada mesin, memberikan efisiensi energi yang tinggi (Song et al., 2021).
