TEMPO Interaktif, Poughkeepsie: Dua robot mengibaskan sirip ekor mereka dan berenang naik-turun seperti mainan bathtub dalam sebuah kolam di laboratorium milik Vassar College di Poughkeepsie, New York, Amerika Serikat. Tingkah laku mereka ini dikendalikan oleh mikroprosesor yang ditempatkan dalam wadah plastik bundar mirip mangkuk sup.
Tampilannya memang sama sekali tak mirip spesies fauna mana pun, tetapi kedua robot itu sengaja dibiarkan bebas berenang dalam kolam kecil tersebut untuk mempelajari evolusi. Perilaku mereka mendemonstrasikan pertemuan antara pemangsa dan binatang buruannya pada 540 juta tahun yang lalu.
Robot mangsa yang dijuluki Preyro ini bahkan bisa mensimulasikan evolusi. Tentu saja jangan membayangkan kemampuan Preyro dengan evolusi robot dalam film Terminator--tentang mesin yang berbalik memberontak terhadap manusia yang menjadi majikannya.
John Long, dosen biologi dan ilmu kognitif dari Vassar College, majikan Preyro, justru membuat berbagai perubahan terhadap ekor robot kecil itu untuk mengetahui desain mana yang dapat membantu Preyro menghindari sergapan robot predator. "Kami menerapkan seleksi," kata Long, "sama seperti seleksi alam."
Long adalah salah satu ilmuwan yang tergabung dalam kelompok kecil peneliti di dunia yang mempelajari biologi dan evolusi dengan bantuan robot. Mesin pintar yang mereka gunakan dalam riset tersebut jelas bukan sembarang robot, melainkan robot yang dapat melakukan berbagai hal seperti berenang dengan lincah di dalam air atau merayap naik ke daratan.
Robot buatan Long, misalnya, mengetes teori perkembangan tulang belakang yang lebih kaku. Para ilmuwan yakin mesin adalah alat bantu terbaik dalam riset mereka, terutama dengan kemajuan teknologi yang memungkinkan robot meniru binatang jauh lebih baik daripada sebelumnya.
Mikroprosesor yang ada sekarang juga jauh lebih kecil dan kian canggih. Material yang dipakai untuk membuat robot juga bertambah lentur. Teknologi serupa yang mendorong penggunaan tungkai buatan elektronik dan robot penyedot debu juga memberi keleluasaan bagi para ilmuwan menciptakan perangkat canggih untuk mempelajari biologi.
"Di masa lalu, robot tidak akan bisa digunakan untuk membantu penelitian kami karena kita hanya bisa membuat benda logam raksasa dengan sendi berputar yang amat kaku," kata Robert J. Full, profesor biologi integratif di University of California, Berkeley. "Alam sama sekali tidak seperti itu."
Laboratorium milik Full di Berkeley juga telah merakit robot yang bisa merayap seperti kecoa atau memanjat seperti cecak. Beberapa tahun yang lalu, para ilmuwan Swiss merancang sebuah robot salamander kuning cerah yang dapat berenang dan berjalan untuk menyelidiki proses transisi hewan bertulang belakang (vertebrata) dari air ke daratan. Mereka mem-posting video robot itu menggeliat keluar dari Lake Geneva di Internet.
Di Harvard University, George Lauder, dosen biologi evolusioner dan organismik, mempelajari pergerakan ikan dengan bantuan sirip robotik. Dia mengatakan para ilmuwan tidaklah mencoba membuat tiruan binatang yang benar-benar mirip dengan spesies aslinya. Robot buatan mereka sekadar meniru karakteristik tertentu, misalnya sirip atau tulang belakang, untuk mempelajari cara kerja bagian tersebut. Para ilmuwan kemudian mengubah karakteristik ini untuk melihat bagaimana perubahan itu mempengaruhi performa si binatang.
Segelintir robot riset yang ada saat ini memang belum bisa dibilang telah mengubah studi evolusioner secara dramatis, tapi setidaknya mereka membantu para peneliti mengubah pemahamannya terhadap sejumlah binatang. Salah satu contoh adalah Madeleine, si robot perenang. Madeleine, yang bentuk dan ukurannya hampir sama dengan sebuah bantal besar dengan empat sirip yang menempel di sisi tubuhnya, digunakan untuk mempelajari reptil laut seberat 45 ton yang berpatroli di lautan pada Periode Jurassic.
Catatan fosil menunjukkan bahwa pliosaurus raksasa, yang dijuluki Predator X, mempunyai dua set sirip yang nyaris simetris. Bentuk dan ukuran sirip yang simetris itu mengindikasikan bahwa binatang tersebut menggunakan keempat siripnya untuk berenang. Penggunaan empat sirip sekaligus seperti yang dilakukan Predator X itu amat berbeda dari binatang modern, seperti singa laut, berang-berang, dan penyu, yang cenderung memakai satu set sirip untuk memperoleh tenaga pendorong dan satu set lagi untuk mengemudikan arah.
Para ilmuwan yang mempelajari fosil Predator X meminta bantuan Long untuk menyelidiki bagaimana makhluk itu menggunakan semua siripnya untuk berenang. Nah, di sinilah Madeleine unjuk kebolehan. Awalnya, Long memprogram Madeleine untuk berenang dengan kedua siripnya, kemudian memakai keempat siripnya.
Robot ini menunjukkan bahwa berenang dengan empat sirip sebenarnya tidak menguntungkan karena boros energi. Meski begitu, gaya berenang itu memberikan semacam dorongan yang luar biasa untuk akselerasi dalam waktu amat singkat. Ini tentu amat berguna dalam menangkap mangsa. "Baik berang-berang maupun pliosaurus berenang dengan kecepatan yang sama," kata Long, "tapi pliosaurus bisa melesat lebih dulu."
Berbeda dengan Madeleine, eksperimen menggunakan robot Preyro memungkinkan Long melakukan studi evolusionernya selangkah lebih jauh. Dengan melepas Preyro dalam sebuah kolam bersama robot otonom lainnya, misalnya robot predator yang dinamai Tadiator, Long bersama para mahasiswanya bisa mensimulasikan sebuah skenario evolusioner.
Mereka ingin menguji kualitas apa saja yang dapat membantu vertebrata laut dari periode Cambrian mencari makanan dengan mudah tanpa menjadi santapan bagi binatang pemangsa. Mereka ingin menguji hipotesis bahwa kebutuhan binatang purba itu untuk mengelak dengan cepat dari kejaran predatorlah yang telah mendorong evolusi ekor yang lebih kaku.
Para mahasiswa dapat menambah tingkat kekakuan tulang belakang Preyro dengan memasang cincin plastik, yang merepresentasikan vertebrae. Cincin plastik ini dimasukkan ke kolom mirip jeli memanjang dari ekor, yang didesain untuk mensimulasikan struktur biologis binatang laut purba. Makin banyak cincin, makin kaku ekor robot itu.
Perubahan ukuran sirip ekor Preyro tidak mempengaruhi kemampuan berenang robot itu, namun tulang belakang yang dibuat kaku dengan penambahan vertebrae membantu Preyro berenang menjauhi bahaya dengan lebih cepat. Tujuh cincin plastik menunjukkan hasil terbaik, penambahan cincin lainnya akan membuat ekor terlalu kaku. Mereka menyimpulkan bahwa evolusi vertebrae berganda ini bisa jadi dipengaruhi oleh kebutuhan satwa mangsa untuk menghindari sergapan predator ketika tengah mencari makan.
Para ilmuwan pembuat robot seperti Long memang masih menggunakan simulasi komputer untuk melengkapi performa robot mereka. Tetapi Long menyatakan robot berenang seperti Madeleine dan Preyro memiliki keunggulan dibanding simulasi komputer karena amat sulit untuk mensimulasikan interaksi antara benda solid yang lentur seperti ekor binatang dan cairan. "Satu hal yang harus diingat tentang robot adalah robot tak bisa melanggar hukum fisika," ujarnya. "Namun, program komputer bisa."
Lauder menyatakan sampai saat ini belum ada yang dapat menggantikan robot dalam upaya menjiplak fitur binatang yang amat rumit. Dia memperkirakan peran robot dalam riset biologi di masa depan akan semakin besar bersamaan dengan kemajuan teknologi. "Saya kira 20 tahun ke depan akan sangat menakjubkan," kata Lauder.
TJANDRA DEWI | AP | FACULTY.VASSAR.EDU
Caption: John Long, pengajar biologi dan ilmu kognitif di Vassar College bersama Madeleine, robot bersirip empat yang digunakan untuk mempelajari reptil laut dari Periode Jurassic.-AP
Tampilannya memang sama sekali tak mirip spesies fauna mana pun, tetapi kedua robot itu sengaja dibiarkan bebas berenang dalam kolam kecil tersebut untuk mempelajari evolusi. Perilaku mereka mendemonstrasikan pertemuan antara pemangsa dan binatang buruannya pada 540 juta tahun yang lalu.
Robot mangsa yang dijuluki Preyro ini bahkan bisa mensimulasikan evolusi. Tentu saja jangan membayangkan kemampuan Preyro dengan evolusi robot dalam film Terminator--tentang mesin yang berbalik memberontak terhadap manusia yang menjadi majikannya.
John Long, dosen biologi dan ilmu kognitif dari Vassar College, majikan Preyro, justru membuat berbagai perubahan terhadap ekor robot kecil itu untuk mengetahui desain mana yang dapat membantu Preyro menghindari sergapan robot predator. "Kami menerapkan seleksi," kata Long, "sama seperti seleksi alam."
Long adalah salah satu ilmuwan yang tergabung dalam kelompok kecil peneliti di dunia yang mempelajari biologi dan evolusi dengan bantuan robot. Mesin pintar yang mereka gunakan dalam riset tersebut jelas bukan sembarang robot, melainkan robot yang dapat melakukan berbagai hal seperti berenang dengan lincah di dalam air atau merayap naik ke daratan.
Robot buatan Long, misalnya, mengetes teori perkembangan tulang belakang yang lebih kaku. Para ilmuwan yakin mesin adalah alat bantu terbaik dalam riset mereka, terutama dengan kemajuan teknologi yang memungkinkan robot meniru binatang jauh lebih baik daripada sebelumnya.
Mikroprosesor yang ada sekarang juga jauh lebih kecil dan kian canggih. Material yang dipakai untuk membuat robot juga bertambah lentur. Teknologi serupa yang mendorong penggunaan tungkai buatan elektronik dan robot penyedot debu juga memberi keleluasaan bagi para ilmuwan menciptakan perangkat canggih untuk mempelajari biologi.
"Di masa lalu, robot tidak akan bisa digunakan untuk membantu penelitian kami karena kita hanya bisa membuat benda logam raksasa dengan sendi berputar yang amat kaku," kata Robert J. Full, profesor biologi integratif di University of California, Berkeley. "Alam sama sekali tidak seperti itu."
Laboratorium milik Full di Berkeley juga telah merakit robot yang bisa merayap seperti kecoa atau memanjat seperti cecak. Beberapa tahun yang lalu, para ilmuwan Swiss merancang sebuah robot salamander kuning cerah yang dapat berenang dan berjalan untuk menyelidiki proses transisi hewan bertulang belakang (vertebrata) dari air ke daratan. Mereka mem-posting video robot itu menggeliat keluar dari Lake Geneva di Internet.
Di Harvard University, George Lauder, dosen biologi evolusioner dan organismik, mempelajari pergerakan ikan dengan bantuan sirip robotik. Dia mengatakan para ilmuwan tidaklah mencoba membuat tiruan binatang yang benar-benar mirip dengan spesies aslinya. Robot buatan mereka sekadar meniru karakteristik tertentu, misalnya sirip atau tulang belakang, untuk mempelajari cara kerja bagian tersebut. Para ilmuwan kemudian mengubah karakteristik ini untuk melihat bagaimana perubahan itu mempengaruhi performa si binatang.
Segelintir robot riset yang ada saat ini memang belum bisa dibilang telah mengubah studi evolusioner secara dramatis, tapi setidaknya mereka membantu para peneliti mengubah pemahamannya terhadap sejumlah binatang. Salah satu contoh adalah Madeleine, si robot perenang. Madeleine, yang bentuk dan ukurannya hampir sama dengan sebuah bantal besar dengan empat sirip yang menempel di sisi tubuhnya, digunakan untuk mempelajari reptil laut seberat 45 ton yang berpatroli di lautan pada Periode Jurassic.
Catatan fosil menunjukkan bahwa pliosaurus raksasa, yang dijuluki Predator X, mempunyai dua set sirip yang nyaris simetris. Bentuk dan ukuran sirip yang simetris itu mengindikasikan bahwa binatang tersebut menggunakan keempat siripnya untuk berenang. Penggunaan empat sirip sekaligus seperti yang dilakukan Predator X itu amat berbeda dari binatang modern, seperti singa laut, berang-berang, dan penyu, yang cenderung memakai satu set sirip untuk memperoleh tenaga pendorong dan satu set lagi untuk mengemudikan arah.
Para ilmuwan yang mempelajari fosil Predator X meminta bantuan Long untuk menyelidiki bagaimana makhluk itu menggunakan semua siripnya untuk berenang. Nah, di sinilah Madeleine unjuk kebolehan. Awalnya, Long memprogram Madeleine untuk berenang dengan kedua siripnya, kemudian memakai keempat siripnya.
Robot ini menunjukkan bahwa berenang dengan empat sirip sebenarnya tidak menguntungkan karena boros energi. Meski begitu, gaya berenang itu memberikan semacam dorongan yang luar biasa untuk akselerasi dalam waktu amat singkat. Ini tentu amat berguna dalam menangkap mangsa. "Baik berang-berang maupun pliosaurus berenang dengan kecepatan yang sama," kata Long, "tapi pliosaurus bisa melesat lebih dulu."
Berbeda dengan Madeleine, eksperimen menggunakan robot Preyro memungkinkan Long melakukan studi evolusionernya selangkah lebih jauh. Dengan melepas Preyro dalam sebuah kolam bersama robot otonom lainnya, misalnya robot predator yang dinamai Tadiator, Long bersama para mahasiswanya bisa mensimulasikan sebuah skenario evolusioner.
Mereka ingin menguji kualitas apa saja yang dapat membantu vertebrata laut dari periode Cambrian mencari makanan dengan mudah tanpa menjadi santapan bagi binatang pemangsa. Mereka ingin menguji hipotesis bahwa kebutuhan binatang purba itu untuk mengelak dengan cepat dari kejaran predatorlah yang telah mendorong evolusi ekor yang lebih kaku.
Para mahasiswa dapat menambah tingkat kekakuan tulang belakang Preyro dengan memasang cincin plastik, yang merepresentasikan vertebrae. Cincin plastik ini dimasukkan ke kolom mirip jeli memanjang dari ekor, yang didesain untuk mensimulasikan struktur biologis binatang laut purba. Makin banyak cincin, makin kaku ekor robot itu.
Perubahan ukuran sirip ekor Preyro tidak mempengaruhi kemampuan berenang robot itu, namun tulang belakang yang dibuat kaku dengan penambahan vertebrae membantu Preyro berenang menjauhi bahaya dengan lebih cepat. Tujuh cincin plastik menunjukkan hasil terbaik, penambahan cincin lainnya akan membuat ekor terlalu kaku. Mereka menyimpulkan bahwa evolusi vertebrae berganda ini bisa jadi dipengaruhi oleh kebutuhan satwa mangsa untuk menghindari sergapan predator ketika tengah mencari makan.
Para ilmuwan pembuat robot seperti Long memang masih menggunakan simulasi komputer untuk melengkapi performa robot mereka. Tetapi Long menyatakan robot berenang seperti Madeleine dan Preyro memiliki keunggulan dibanding simulasi komputer karena amat sulit untuk mensimulasikan interaksi antara benda solid yang lentur seperti ekor binatang dan cairan. "Satu hal yang harus diingat tentang robot adalah robot tak bisa melanggar hukum fisika," ujarnya. "Namun, program komputer bisa."
Lauder menyatakan sampai saat ini belum ada yang dapat menggantikan robot dalam upaya menjiplak fitur binatang yang amat rumit. Dia memperkirakan peran robot dalam riset biologi di masa depan akan semakin besar bersamaan dengan kemajuan teknologi. "Saya kira 20 tahun ke depan akan sangat menakjubkan," kata Lauder.
TJANDRA DEWI | AP | FACULTY.VASSAR.EDU
Caption: John Long, pengajar biologi dan ilmu kognitif di Vassar College bersama Madeleine, robot bersirip empat yang digunakan untuk mempelajari reptil laut dari Periode Jurassic.-AP
