Ornithopter, Robot yang Terbang Bagaikan Burung

0
2733

orni heron

Selama ini bentuk wahana terbang masih banyak memanfaatkan tenaga turbin dan propeler  sebagai  penggerak utamanya. Sebagaimana kita ketahui bahwa bentuk dasar dari pesawat adalah tiruan dari bentuk rangka burung. Burung sendiri terbang tanpa menggunakan turbin atau propeler   melainkan kepakan kedua sayap yang dimilikinya. Seluruh anatomi tubuh burung merupakan awal terbentuknya berbagai macam pesawat mulai  pesawat yang berteknologi rendah hingga berteknologi canggih sekalipun namun hampir tidak ada yang memiliki mekanisme terbang seperti burung. Hal tersebut merupakan kesempatan bagi bidang robotik untuk menambah ranah ilmunya dengan menciptakan ornithopter sebagai robot burung yang nantinya diharapkan dapat menjadi alat yang bermanfaat dalam berbagai bidang contohnya di bidang intelijen, entertainment, militer, geofisika, dan sebagainya.

Ornithopter sendiri berasal dari bahasa yunani, yaitu ornithos = burung, dan pteron = sayap. Menurut wikipedia, ornithopter adalah “mesin terbang yang menggunakan prinsip terbang seperti burung. caranya adalah dengan meniru gerakan burung ketika terbang dengan mengepakan sayapnya, sehingga dapat mengangkat seluruh tubuh burung ke udara.

Bagaimana Cara Burung Bisa Terbang?

Untuk dapat terbang, seekor burung memelukan gaya-gaya aerodinamis yang bekerja pada kedua sayapnya. Untuk mengetahui gaya aerodinamis dari burung, diperlukan empat gaya yang ideal (Prum, 2008). Gambar berikut adalah diagram gaya yang bekerja pada burung.

bird aerodynamic

Ada dua gaya eksternal yang bekerja pada burung terbang.

1. Weight 
Weight atau sering disebut dengan gaya berat adalah gaya yang mengarah ke bawah, gaya ini timbul secara alamiah karena terjadi akibat pengaruh gravitasi bumi dan menciptakan massa pada tubuh  burung.
 
2. Drag
Drag atau gaya hambat yaitu gaya gesek yang terjadi akibat gerakan maju dari burung terhadap udara yang mengalir di permukaan tubuhnya. Gaya
drag ini yang menjadi impedansi bagi pergerakan ornithopter saat terbang.
 
Burung juga menghasilkan gaya lain dari kepakan sayapnya.
 
1. Lift
Gaya lift bekerja secara vertical menghasilkan gaya aerodinamis yang menyebabkan burung dapat terbang dan melayang di udara bebas. Selain mampu menghasilkan gaya lift, kepakan sayap burung juga menghasilkan gaya
thrust
 
2. Thrust 
Thrust atau pada gambar ditulis dengan propulsion merupakan gaya yang menyebabkan tubuh burung untuk bergerak maju. Gambar 2 berikut adalah aliran udara yang menyebabkan adanya empat gaya tersebut.
 
bird wing
(a) Kondisi Sayap Saat Melayang (b) Kondisi Saat Sayap Mengepak
 
Ditinjau dari dua karakter gaya tadi, gaya luar dan gaya dalam bekerja saling berlawanan. Maka dapat disimpulkan bahwa untuk terbang, burung harus memiliki usaha yang menghasilkan gaya dalam lebih besar daripada gaya luarnya. Yang perlu ditinjau lebih lanjut untuk dapat melawan gaya luar tersebut yaitu bagaimana burung dapat menciptakan gaya lift dan thrust.
 
Untuk mendapatkan gaya tersebut, perlu tinjauan lebih lanjut tentang struktur sayap (Prum, 2008). Bentuk fisik dari burung terbang dapat dianalisa dengan melihat mekanika fluida dengan cara mengidentifikasi beberapa perbedaan gaya yang bekerja pada burung terbang. Teori penerbangan menyediakan sarana untuk memperkirakan tingkah laku penerbangan yang diinginkan dan morfologi sayap yang optimal, ekor dan rangka burung (Thomas & Hedenstrom, 1999). Gaya aerodinamis yang bekerja pada sayap mengacu pada  prinsip Bernoulli.
 

Percobaan Terbang oleh Manusia

Berawal dari rasa kagum manusia atas kemampuan burung untuk dapat terbang, beberapa orang mempelopori pencarian atas alat bantu manusia untuk bisa terbang. hal ini telah disebutkan dalam Legenda Yunani yang menceritakan tentang Icarus yang memakai sayap buatan untuk terbang.
Pada kenyataanya, yang pertama mempelopori cara terbang dengan mekanik adalah Abbas ibnu Firmas yang pada tahun 875 M meluncurkan “mesin terbang” buatannya dari bukit Arus (Jabbal al-Arus) di Spanyol. kemudian ada Roger Bacon yang pada tahun 1260 mempelopori pemikiran penggunaan teknologi untuk terbang. pada tahun 1490, Leonardo da Vinci mempelajari dan membuat rancangan mesin yang berbentuk seperti burung.

ibnu

Manuskrip Cina “The Book of Han” mencatat bahwa kaisar Wang Mang dari dinasty Xin pernah mengawasi uji coba penerbangan ornithopter yang pertama kali. Sejarah juga mencatat ornithopter pertama terbang pada tahun 1870, dimana Gustave Trouve membuat model yang pada deminstrasinya berhasil terbang sejauh 70 meter. model itu dilontarkan dengan bubuk mesiu dan menggunakan karet untuk mengepakan sayapnya. sejak itu banyak bermunculan ahli-ahli yang mempelajari ornithopter dan membuat terobosan dalam prosesnya. Meskipun sampai sekarang gerakan terbang burung yang luwes masih sulit ditiru, tapi para ahli yakin tidak akan lama lagi akan bisa membuat mesin yang dapat terbang seperti burung.

Contoh Ornihtopter di Dunia

Salah satu ornithopter paling terkenal saat ini adalah SmartBird milik Festo. Mencengangkan melihat inovasi teknologi yang ada pada SmartBird yang merupakan burung robot yang bisa terbang dengan gerakan hampir persis burung aslinya dan model burung ini memiliki kualitas aerodinamis yang sangat baik dan kelincahan ekstrem seperti burung yang normal. Dengan SmartBird, Festo si pembuatnya telah berhasil dalam menguraikan kemampuan penerbangan burung ke dalam teknologi yang bisa kita manfaatkan.

festo gull

Ornithopter ini membawa Teknologi bionik, yang terinspirasi oleh camar ikan haring, yang dapat memulai terbang dari tanah secara mandiri atau tanpa mekanisme drive tambahan.

Sayapnya tidak hanya bergerak ke atas dan ke bawah, tetapi juga berputar pada sudut tertentu. Hal ini dimungkinkan oleh unit drive aktif diartikulasikan torsional, yang dalam kombinasi dengan sistem kontrol yang kompleks mencapai tingkat efisiensi yang belum pernah terjadi sebelumnya  dalam operasi penerbangan. Festo telah demikian berhasil untuk pertama kalinya dalam menciptakan sebuah adaptasi teknis energi efisien model dari alam.

festo smartbird

Robot ini memiliki bahan material carbon fiber dan elektronik kontrol denganb erat hanya 0.4 kilogram saja. Festo telah  mendemonstrasikan teknologi yang menggambarkan seberapa canggih robot bisa terbang: SmartBird aerodinamis sangat efisien, bahkan memutar kepalanya seperti burung camar nyata lakukan untuk melakukan gerakan aerobatik.


Insectothopter adalah pengembangan selanjutnya proyek Ornithopter, yaitu mengembangkan pesawat remote control yang jauh lebih kecil dari burung : yaitu capung. Insectothopter dirancang untuk dapat terbang dan mengepakkan sayapnya dengan meniru capung, burukuran sangat kecil dan memiliki kemampuan menyadap gambar maupun suara.

 
Denger-denger para ilmuwan dalam negri sedang mengembangkan ornithopter dan insecthopter juga lho, mari kita doakan semoga mereka berhasil dan memberikan manfaat bagi kita semua 😀

Sumber

Kaskus   |   Blog   |   Forum   |   Website


 

Leave a Reply