BAB 1 Pendahuluan
1.1 Latar belakang
Biomimetik merupakan metode yang menggunakan sistem alam sebagai sebagai model untuk memecahkan masalah yang dihadapi manusia. Saat ini biomimetik terus berkembang dan digunakan dalam berbagai disiplin ilmu, salah satunya adalah dalam desain produk. Dalam desain produk, biomimetik dapat digunakan untuk menciptakan inovasi atau reinvensi khususnya untuk merancang desain yang maksimal, efisien, dan lebih ramah dari pada rancangan-rancangan yang sudah ada. Dengan mempelajari sistem alam, kita dapat melihat lebih jauh bagaimana alam sebenarnya sudah menghasilkan pemecahan atas masalah serupa yang manusia hadapi.1 Teknologi biomimetik yang dapat diterapkan pada desain produk dapat dibagi menjadi tiga tingkat. Pertama, mimicking, menyerupai struktur bentuk, raut, tekstur, dan sebagainya. Kedua, imitasi dari mekanisme yang ditemukan dari alam, seperti gerak, proses, pola, dan sebagainya. Ketiga, mempelajari tingkah laku organisme. Ketiga tingkat ini dapat digunakan salah satunya maupun gabungan diantaranya.
Pada proyek tugas akhir ini penulis menerapkan metode biomimetik pada permainan. Permainan dilakukan pada saat bermain, biasanya dilakukan sendiri atau bersama-sama.2 Bermain merupakan suatu kegiatan yang dilakukan seseorang untuk memperoleh kesenangan. Melalui bermain seseorang baik secara individu maupun kelompok memperoleh manfaat bukan saja kesenangan namun aspek-aspek penting lainnya seperti komunikasi, proses sosial, dan sebagainya. Permainan dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara lain dengan menggunakan berbagai jenis benda yang dipergunakan dalam permainan yang disebut mainan. Terdapat berbagai macam jenis permainan, salah satunya adalah permainan konstruktif yang memiliki banyak manfaat baik dalam kesenangan namun interaksi sosial, nilai edukatif, merangsang otak dan sebagainya. Jenis permainan kontruktif dipilih penulis untuk proyek tugas akhir. Permainan konstruktif adalah jenis permainan yang dilakukan dengan menyusun modul-modul yang dapat disatukan dengan berbagai cara sehingga menjadi bentuk bangun tertentu. Pola antara modul yang satu dengan modul lain serta
1
B Hill. Bionic. 1995, Element for fixing the aim and finding the solution in the technical problem solving process. Germany. 2
desain bentuknya menghasilkan rancangan yang mewakili imaginasi pemainnya. Permainan konstruktif adalah salah satu permainan yang dapat terus dieksplorasi karena begitu banyak rancangan yang pada dasarnya adalah bentuk konstruktif. Rancangan yang berdasar pada bentuk konstruktif banyak ditemui pada rancangan alam. Terdapat begitu banyak rancangan alam yang menggunakan pola kontruktif untuk menghasilkan rancangan yang bukan saja indah dipandang namun juga memiliki fungsi yang sempurna, seperti kekuatan, kerapatan, kokoh, dan sebagainya. Rancangan alam yang menggunakan pola konstruktif misalnya adalah sarang lebah, koral, tanaman, kerang, nautilus, dan sebagainya. Rancangan alam yang digunakan sebagai model untuk dieksplorasi sebagai prinsip dasar permainan konstruktif yang didesain adalah pola pada pertumbuhan tanaman.
Prinsip alam yang diterapkan pola pertumbuhan tanaman yaitu prinsip sudut emas atau disebut juga phylotaxis, dimana sudut istimewa 137,5° merupakan sudut yang banyak ditemukan pada pola pertumbuhan tanaman. Sudut ini menghasilkan kerapatan yang sempurna serta bentuk spiral yang unik dan teratur. Prinsip phylotaxis sebagai sistem alam yang menjadi model pengembangan desain produk diterapkan pada desain permainan konstruktif untuk menghasilkan pola-pola modul baru yang mengeksplorasi keunikan sudut phyllotaxis ini. Pada proyek tugas akhir ini penulis berupaya menerapkan secara sistematis bagaimana metode biomimetika diterapkan pada desain produk khususnya permainan kontruktif.
1.2 Batasan masalah
Metode biomimetika yang diterapkan pada desain produk khususnya permainan kontruktif, menerapkan metode pada tingkat mekanisme alam. Dimana pola kosntruktif alam termasuk pada tingkat model mekanisme menjadi patokan dasar model untuk dieksplorasi sebagai prinsip dasar desain permainan konstruktif. Permainan konstruktif yang dirancang lebih menitikberatkan pada konsep fun. Penggunaan material produk yang memperhatikan isu lingkungan menjadi bagian dari eksplorasi tugas akhir penulis.
1.3 Tujuan
Tujuan dari dilakukannya penerapan metodologi biomimetik pada desain permainan konstruktif adalah pemecahan masalah dan hasil solusi melalui pembelajaran fitur-fitur rancangan alam yang dapat diterapkan dalam desain produk. Sehingga
menghasilkan reinvensi, inovasi, dan sebgainya dalam desain permainan edukatif yang dirancang.
1.4 Cara pengumpulan data
Metode Penelitian yang digunakan adalah :
a. Studi literatur, seperti buku mengenai prinsip dan metode biomimetik serta buku-buku yang membahas mengenai sudut phylotaxis yang dapat dicari diperpustakaan dan sebagainya.
b. Wawancara langsung dengan pihak yang ahli pada bidangnya khususnya bidang biologi dan ilmu alam.
c. Melakukan eksplorasi guna mengetahui bagaimana penggunaan pola phylotaxis yang diterpakan pada modul permainan konstruktif serta ukuran dan desain berbagai modul. Selain itu juga penulis melakukan eksperimen material yang akan digunakan pada material permainan konstruktif sebagai salah satu tanggung jawab moral desainer yang menggunakan prinsip biomimetik sebagai acuan dasar desain produk yang disebut juga biomimics.
1.5 Sistematika penulisan
Dalam laporan eksperimentasi ini, sistematika pembahasan yang dilakukan adalah sebagai berikut :
Bab 1 Pendahuluan
Membahas mengenai latar belakang, batasan masalah, tujuan dan cara pengumpulan data yang dilakukan penulis dalam menyelesaikan laporan akhir ini.
Bab 2 Penerapan Prinsip Phylotaxis pada Desain Permainan Konstruktif
Pada bab ini akan dibahas mengenai metode biomimetik yang diterapkan pada desain permainan konstruktif. Pemahaman akan prinsip phylotaxis dan penerapannya pada desain permainan konstruktif.
Bab 3 Proses Desain
Pada bab ini akan dideskripsikan proses-proses desain yang dilakukan termasuk uraian problem desain, hasil analisis, studi pemecahan masalah, aspek semantika produk, studi material, dan sebagainya.
Bab 4 Keputusan Desain
Pada bab ini akan dideskripsikan uraian hasil pemecahan desain, studi alternatif desain, foto, dan proses desain, hasil eksperimen teknologis dan sebagainya.
Bab 5 Kesimpulan dan saran
Kesimpulan hasil TA dan saran-saran yang dapat dimanfaatkan untuk pengembangan pekerjaan TA dimasa depan.
Daftar Pustaka
Daftar buku yang diacu, alamat situs internet yang digunakan dan sebagainya.
Lampiran
Dokumentasi proses TA, data survey, sketsa desain, gambar kerja, dan sebagainya.
1.6 Hipotesa Pemikiran
Permainan konstruktif adalah jenis permainan yang memiliki banyak manfaatnya baik nilai edukatifnya maupun sisi kesenangannya. Desain permainan konstruktif terus dikembangkan keanekaragamannya dengan berbagai pola rancang bangun serta tingkat kesulitannya. Alam dapat menjadi inspirasi terbaik untuk mencari model yang tepat untuk desain permainan konstruktif. Melalui metodologi biomimetika, proses pembelajaran ide-ide yang terdapat di alam, pemilihan sistem alam yang dapat diaplikasikan, hingga proses desain, dapat terwujud. Selain itu kerjasama multidisiplin membantu pemahaman akan bagaimana pentingnya mempelajari rancangan alam sebagai proses pemecahan masalah manusia melalui deasin produk.
1.7 Alternatif Gagas
Alternatif dari permainan konstruktif yang berada dipasaran adalah dengan mengembangkan desain permainan konstruktif yang memiliki pola baru, tantangan baru, tingkat kesulitan baru, maupun material baru. Dengan metodologi biomimetika maka selama proses perancangan permainan konstruktif diharapkan dapat mendesain suatu desain baru, pola baru, serta sistem yang terinspirasi dari model terbaik, yaiutu alam.
Bab 2
Penerapan Prinsip Phyllotaxis pada Desain Permainan Konstruktif
2.1 Metodologi Biomimetika
Biomimetik yang juga dikenal dengan nama bionik, biognosis, atau biomimikri, yang merupakan bentuk singkat dari biomekanik.3 Biomekanik berasal dari bahasa Yunani “bios” yang berarti hidup, dan kata mekanik. Biomimetik dapat berarti suatu metoda dan sistem pengaplikasian apa yang ditemukan dari alam untuk dipelajari dan dirancang dalam system dan modern teknologi yang dibuat manusia. Tujuan dari biomimetik adalah pencapaian pemecahan masalah yang manusia alami melalui pembelajaran model-model alam yang memiliki problem serupa namun memiliki solusi yang terbaik.4
Metodologi dibawah merupakan contoh bagaimana proses pemecahan masalah secara sistematis dikaji dengan mempelajari fitur-fitur berbagai mahluk hidup yang memiliki masalah yang sesuai dengan permasalahan yang dihadapi manusia, dengan tujuan mencari bentuk pemecahan masalah di alam untuk diterapkan pada proses pemecahan masalah yang manusia hadapi. Cara yang paling penting adalah bagaimana manusia memahami masalahnya sendiri dan juga memahami bagaimana masalah yang serupa disiasati oleh alam. Diperlukannnya kerjasama antara desainer dan insinyur dengan ahli biologi dan ahli bidang alam dalam memahami bagaimana alam mengatasi masalah. Cara ini membantu permasalahan manusia dalam produk sehingga menemukan solusi yang tepat secara efektif, efisien, dan optimal. Dibawah ini merupakan pengembangan metode biomimetik:
Tabel 2.1.1 METODOLOGI BIOMIMETIK (EVOLVING)
• Identifikasi rumusan masalah yang akan dihadapi
Jangan bertanya “apa yang akan anda desain” (misalnya filter air), tetapi tanyakan “apa yang ingin desain anda lakukan?”(misalnya mensdapatkan air bersih)
• Tanya “mengapa” sekian kali. (rumusan masalah: Filter air sering kali tersumbat serta masalah biaya yang harus dikeluarkan untuk mengganti)
3 http://www.wikipedia.net/ biomimetics/html. 4
Mengapa filter tersumbat? Karena harus menyaring segala partikel yang terdapat didalam air dan alga tumbuh didalamnya.
Mengapa filter menyaring semua partikel yang terdapat didalam air? Karena molekul toksik yang berukuran terkecil harus dapat tersaring.
Mengapa alga tumbuh didalamnya? Karena filter adalah media yang basah dan bagian terluar tanki terkena paparan sinar matahari.
Jadi, bagaimana desain yang anda inginkan agar air bebas molekul toksik?
• Studi biologi untuk menjawab pertanyaan. Mengidentifikasi fungsi (maksud tujuan,
peranan, profit, dll) (misalnya untuk memisahkan molekul toksik dari air)
Apa yang alam lakukan dalam fungsi tersebut
Apa yang alam tidak lakukan dalam fungsi tersebut
Ricek pertanyan-pertanyaan dengan kata kunci
• Dengan mendeskripsikan parameter lingkungan dan kondisi (lihat langkah selanjutnya), tanyakan “Apa yang alam lakukan dalam keadaan dan kondisi yang dideskripsikan?”
• Deskripsi parameter
lingkungan/kondisi (gunakan kata sifat yang sederhana)
kondisi “iklim” (misalnya basah, kerbing, dingin, panas, tekanan rendah, tekanan tinggi, perubahan yang tinggi, tinggi UV, rendah UV, dll)
kondisi “nutrisi” (malnutrisi, tinggi nutrisi, dapat dikategorikan material)
kondisi “sosial”
(kompetitif,kooperatif,dll)
kondisi “temporer” (dinamis, statis, bertumbuh, menua, dll)
Observasi
o Cari organisme/ekosistem yang melakukan fungsi yang serupa o Mengamati secara dekat, dan catat strategi yang ditemukan
Mempertimbangkan baik secara literal maupun simile Studi Pustaka
o Cari model yang paling beradaptasi dengan bertanya “Siapa atau apa yang mampu bertahan dalam keadaan yang diinginkan?”
o Lihat organisme yang paling tepat dalam problem yang hendak dopecahkan, tetapi tidak terlalu terbatas pada hal tersebut. (Cari organisme laut yang hidup di lingkungan yang dipenuhi miroba, tetapi bertahan dan bebas dari bakteria)
o Lihat dalam lingkungan yang ekstrim ( lihat dari berbagai kondisi)
o Selidiki problem secara spesifik (Bila mencari cara dalam mengeringkan kelembapan udara, jangan lihat pada daerah tropis; namun lihat bagaimana kecoak di padang pasir mendapatkan air melalui udara.)
o Cari detail, menggunakan kutipan dari data studi biologi di perpustakaan universitas. Fokus dalam ulasan artikel-artikel.
• Brainstorming dengan ahli biologi
o Cari ahli alam dan ahli biologi di universitas anda, museum sejarah alam, nature
center, dll.
o Konsultasi melalui Nature’s Sollutions Database (database.biomimikri.org) yang diciptakan oleh ahli biologi untuk perancang dan insinyur.
o
• Ciptakan taksonomi dalam strategi kehidupan. Dari daftar yang terorganisasi, pilih strategi yang paling menjanjikan untuk ditiru dan memberikan kondisi lingkungan dan parameter perancangan.
• Play and Design • Konsultasi kepada ahli biologi yang piawai untuk detail lebih.
• Adakan perbincangan serius dengan guru ahli alam.
• Apakah anda meniru bentuk?
Cari tahu mengenai detail morphologi
Mengerti efek skala Mempertimbangkan
faktor yang mempengaruhi secara
efektif dari bentuk organisme
Mempertimbangkan apakah akan lebih meniru proses bentuk dan atau ekosistem
• Apakah anda meniru proses?
Cari tahu proses biologis Mengerti efek skala Mempertimbangkan
faktor yang mempengaruhi secara
efektif dari bentuk organisme
Mempertimbangkan apakah akan lebih meniru proses bentuk dan atau ekosistem
• Apakah anda meniru ekosistem?
Cari tahu detail proses biologis
Mengerti efek skala Mempertimbang-kan
faktor yang mempengaruhi secara
efektif dari bentuk organisme
Mempertimbangkan
apakah akan lebih meniru proses bentuk dan atau ekosistem
• Apakah desain yang dihasilkan modular atau bersegmen
• Apakah dirancang untuk form
• Apakah dapat dirakit sendiri oleh pemilik
• Apakah menggunakan form untuk meminimalkan penggunaan material
• Tandai dan kaji desain yang dirancang sesuai dengan prinsip kehidupan ( Mengkaji secara menyeluruh dalam biomimetik)
• Apakah desain yang dirancang berguna bagi kehidupan?
• Apakah optimal dibandingkan maksimal • Apa peranan dari air dalam hal tersebut • Apakah dapat apakah desain dirancang
untuk dapat didaur
• Apakah material yang digunakan hasil daur ulang? Apakah dapat didaur ? • Apakah desain dapat disesuaikan dengan
keadaan?
• Apakah produksi manufaktur dan menggunakan energi secara maksimal? Apakah bahan baku banyak tersedia ? • Apakah desain dapat beradaptasi,
berubah?
• Apakah desain dapat disesuaikan dengan kebiasaan pengguna?
• Apakah terdapat cross-pollination?
• Apakah menggunakan material yang ramah lingkungan?
• Apakah mampu diproduksi secara manufaktur?
• Apakah desainnya dapat menaikan kualitas hidup?
Bagan 2.1.1 Metodologi Biomimetik (Sumber: koleksi penulis)
2.2 Permainan Konstruktif
Permainan merupakan sebuah aktivitas rekreasi dengan tujuan bersenang-senang, mengisi waktu luang, atau berolahraga ringan. Permainan biasanya dilakukan sendiri atau bersama-sama. Bermain merupakan suatu kegiatan yang dilakukan seseorang untuk memperoleh kesenangan. Melalui bermain seseorang baik secara individu maupun kelompok memperoleh manfaat bukan saja kesenangan namun aspek-aspek penting lainnya seperti komunikasi, proses sosial, dan sebagainya. Permainan dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara lain dengan menggunakan berbagai jenis
benda yang dipergunakan dalam permainan yang disebut mainan. Bermain dan alat-alat permainan memiliki fungsi terapeutik. Proses bermain dan alat-alat permainan merupakan perangkat komunikasi, Melalui bermain individu belajar berkomunikasi dengan lingkungan hidupnya, lingkungan sosialnya serta dengan dirinya sendiri. Melalui bermain terdapat proses belajar mengerti dan memahami lingkungan alam dan sekitarnya. Melalui bermain individu belajar mengerti dan memahami interaksi sosial dengan orang-orang di sekelilingnya. Melalui bermain individu belajar mengembangkan fantasi, daya imajinasi dan kreativitasnya. Terdapat berbagai jenis tipe permainan, dari yang aspek kesenangannya tinggi, aspek edukasi, terapi, dan sebagainya. Penulis memilih tipe permainan yang unsur kesenangannnya tinggi, namun juga memiliki aspek terapeutik, dan mengasah keterampilan serta dapat dilakukan dalam kegiatan berkelompok.
Gambar 2.2.1 Contoh permainan konstruktif (Sumber: koleksi penulis)
Permainan yang mengasah ketrampilan, misalnya puzzle, menyusun balok, menyambungan bongkar pasang adalah permainan-permainan yang sesuai untuk kegiatan berkelompok yang membutuhkan tingkat kemampuan yang tinggi. Jenis permainan diatas masuk kedalam permainan kostruktif atau rancang bangun. Permainan konstruktif adalah jenis permainan yang dilakukan dengan menyusun modul-modul yang dapat disatukan dengan berbagai cara sehingga menjadi bentuk bangun tertentu. Pola antara modul yang satu dengan modul lain serta desain bentuknya menghasilkan rancangan yang mewakili imaginasi pemainnya.
2.3 Penerapan Prinsip Phyllotaxis
Rancangan alam yang memiliki pola konstruktif begitu beragam. Berbagai pola digunakan alam untuk menyesuaikan dengan kondisi, temperatur, pertumbuhan baru dan sebagainya dengan rancangan yang sempurna. Berbagai rancangan manusia seperti pada bangunan, jembatan, gedung pencakar langit, dan sebagainya secara sadar atau tidak sadar sebenarnya serupa dengan fitur-fitur rancangan berbagai mahluk hidup. Berbagai rancangan alam seperti keranjang venus, sarang lebah, nautilus, radiolaria, dan pertumbuhan tanaman. Model-model alam itu dipelajari oleh penulis sebagai model prinsip dasar desain permainan konstruktif.
Gambar 2.3.1 Pola konstruktif alam (Sumber: koleksi penulis)
Penggunaan prinsip phyllotaxis pada desain permainan konstruktif secara sistematis menerapkan metodologi biomimetik. Sebagai hasil dari identifikasi perumusan masalah dimana desain produk yang akan dirancang adalah permainan konstruktif maka yang patut dipertimbangkan sesuai metode biomimetik adalah desain yang seperti apa yang sesuai dengan prinsip dasar permainan konstruktif. Seperti yang disebutkan sebelumnya, permainan konstruktif adalah jenis permainan yang dilakukan dengan menyusun modul-modul yang dapat disatukan dengan berbagai cara sehingga menjadi bentuk bangun tertentu. Pola antara modul yang satu dengan modul lain serta desain bentuknya menghasilkan rancangan yang mewakili imaginasi pemainnya.Oleh karena itu proses selanjutnya melihat identifikasi perumusan masalah yaitu bentuk moduler, rancang bangun, pertumbuhan baru. Setelah memahami bagaimana desain permainan kostrutif itu seperti apa maka yang dilakukan selajutnya adalah studi biologi, mencari dan mempelajari fitur-fitur alam yang serupa dengan identifikasi perumusan masalah desain permainan konstruktif tersebut.
Melalui proses pembelajaran mengenai sistem model alam yang sesuai dengan konsep permainan konstruktif, maka pemilihan model alam yang diputuskan sebagai prinsip dasar permaian konstruktif yang akan dirancang adalah prisip pertumbuhan pada tanaman yaitu phyllotaxis. Prinsip phyllotaxis dipilih menjadi model prinsip dasar permainan konstruktif yang dirancang penulis. Phyllotaxis adalah sudut istimewa 137,5° merupakan sudut yang banyak ditemukan pada pola pertumbuhan tanaman. Kebanyakan tanaman membentuk organ baru seperti batang, daun, dan bunga dari sebuah titik tumbuh yang sangat kecil disebut meristem. Setiap struktur baru yang disebut primordium berkembang dan bertumbuh dari tengah ke sesuatu arah yang baru, membentuk sudut dengan primordium sebelumnya.Pertumbuhan-pertumbuhan baru pada kebanyakan tanaman akan tertata pada sudut phyllotaxis sehingga terbetuklah formasi spiral.5 Formasi spiral pada beberapa tanaman dapat berulang-ulang dan berjumlah sesuai dengan deret fibonacci. Jumlah spiral yang dihasilkan oleh pertumbuhan pada susut emas biasanya sama dengan salah satu bilangan yang terdapat dalam rangkaian yang disebut deret Fibonacci. Rangkaian ini pertama kali dijabarkan oleh matematikawan Itaila abad ke-13, yang dikenal dengan nama Leonardo Fibonacci. Dalam barisan bilangan ini, setiap bilangan setelah satu adalah hasil penjumlahan dua bilangan sebelumnya. Pada bunga dari banyak tanaman yang memamerkan pola pertumbuhan spiral, jumlah daun mahkotanya sering kali sama dengan salah satu bilangan Fibonacci. Buah dan sayur sering memiliki fitur-fitur yang sesuai dengan bilangan Fibonacci. Misalnya penampang lintang pisang berbenttuk segi lima.
Gambar 2.3.2 Pola phylotaxis pada tanaman (Sumber: koleksi penulis)
5
Watchtower Bible and Tract Society of Pennsylvania., 2006, Pola yang Menakjubkan Pada Tanaman. Sedarlah. Watchtower Bible and Tract Society of New York, inc.
Sudut ini menghasilkan kerapatan yang sempurna serta bentuk spiral yang unik dan teratur. Sudut ini sangat istimewa karena tidak dapat dinyatakan dengan pecahan sederhana. Pecahan 5/8 mendekati sudut emas, 8/13 lebih dekat, dan 13/21 lebih dekat lagi, namun tidak ada pecahan yang secara persis menggambarkan sudut emas itu. Maka, sewaktu pertumbuhan baru di meristem berkembang pada sudut yang tepat ini dengan pertumbuhan sebelumnya, dua pertumbuhan tidak akan sama pernah berkembang ke arah yang persis sama. Oleh karena itu, bukannya membentuk jari-jari lingkaran, primordia akan membentuk spiral
Gambar 2.3.3 Pola phyllotaxis (Sumber: koleksi penulis)
2.4 Prinsip Phyllotaxis dalam Desain Permainan Konstruktif
Prinsip dan metodologi biomimetik bila dipahami dan diterapkan dalam desain produk akan menjadi bagian dalam metode inovasi yang memungkinkan proses perancangan produk mencapai hasil yang lebih optimal. Prinsip phyllotaxis sebagai contohnya dapat menjadi dasar alternatif konstruktif yang menarik dalam mendesain produk permainan konstruktif.
Bagan 2.3.1 Proses Biomimetik dan Permainan Konstruktif (Sumber: koleksi penulis)
Dengan menggunakan metodologi biomimetika, yaitu dengan mempelajari fitur-fitur rancangan alam dan mengaplikasikannya dalam desain produk sebagai pemecahan masalah, mampu memberikan solusi menarik yang dapat diterapkan dan dieksplorasi sehinggga mencapai desain yang optimal.
Bab 3 Proses Desain
3.1 Konsep Desain
Dengan menggunakan prinsip phillotaxis pada desain permainan konstruktif maka yang menjadi prinsip konstruktif adalah penggunaan sudut 137,5°. Sudut ini yang akan membentuk pola-pola pertumbuhan modul mencapai pertumbuhan spiral yang unik serta dapat terus dikembangkan lebih lanjut. Pengkajian prinsip phylotaxis pada tanaman diperlukan untuk melihat bagaimana pola pertumbuhan baru sejalan dengan prinsip ini. Pada tanaman, prinsip ini bekerja pada pertumbuhan daun baru, bunga, biji, batang, buah, biji dan sebagainya. Dengan mengetahui karakter pertumbuhan baru maka dapat memberikan gambaran bagaimana modul yang dibuat
Gambar 3.1.1 Pola phyllotaxis pada batang dan daun (Sumber: koleksi penulis)
Pada pertumbuhan membentuk organ baru seperti batang, dan daun, dari sebuah titik tumbuh yang sangat kecil disebut meristem. Setiap struktur baru yang disebut primordium berkembang dan bertumbuh dari tengah ke sesuatu arah yang baru, membentuk sudut dengan primordium sebelumnya. Pada tanaman umumnya gerak pertumbuhan keatas, namun ada juga yang kesamping.
Gambar 3.1.2 Pola phyllotaxis pada bunga (Sumber: koleksi penulis)
Pada berbagai jenis bunga yang prinsip phyllotaxis berlaku pada kelopak bunga dan biji. Pada beberapa bunga seperti bunga matahari, bunga-bunga kecil yang menjadi biji mulai tersusun membentuk spiral dari tepi bukan dari tengah. Menurut beberapa pengamat, ada kecenderungan bahwa jumlah daun mahkota bunga seringkali sama dengan salah satu bilangan Fibonacci, misalnya bunga buttercup memiliki 5 daun mahkota, bunga bloodroot 8, bungan fireweed 13, bunga aster 21, bunga daisy 34.
Gambar 3.1.3 Pola phyllotaxis pada buah atau biji (Sumber: koleksi penulis)
3.1.1 Latar Belakang
Permainan konstruktif adalah permainan yang menggunakan modul-modul yang seragam maupun yang beragam yang dapat dibongkar pasang untuk mewujudkan imajinasi pengguna menghasilkan rancang bangun yang sebelumnya tidak terpikirkan oleh pengguna dari konfigurasi dasar permainan konstruktif tersebut. Pola rancang bangun itulah yang dipelajari dan dicari alternatif baru yang mampu menghasilkan
permainan konstruktif yang berbeda. Pola baru tersebut dicari melalui metodologi biomimetik sebagai metode pemecahan masalah atau penghasil solusi melalui pembelajaran prinsip-prinsip atau model-model yang terinspirasi dari alam.
3.1.2 Gagas
Dari permasalahan dan latar belakang yang ada, muncul beberapa gagas, antara lain: • Mengembangkan suatu pola baru dalam desain permainan konstruktif baik dalam
merancang form modul, konstruksi kuncian, dan sebagainya.
• Memanfaatkan sistem atau prinsip alam sebagai model dasar solusi pencarian model pola yang baru.
3.1.3 Peluang
• Saat ini permainan konstruktif yang berada dipasaran masih merupakan hasil produksi dan desain industri luar negeri.
• Permainan kostruktif yang ada dipasaran cenderung tidak terlalu berkembang dari tahun-ketahun dibandingkan jenis permainan lain.
• Permainan konstruktif memiliki daya tarik tersendiri baik dari aspek edukatif maupun nilai kesenangannya.
• Hasil desain permainan konstruktif dalam negeri tidak berkembang dengan pesat, produksi mainan asing seperti dari negeri Cina terus menekan produksi mainan dalam negeri sehingga perlunya peningkatan kualitas, inovasi, desain, dan sebagainya dalam industri mainan nasional.
3.1.4 Deskripsi Produk
• Nama : PiloPlay
• Fungsi : Permainan Konstruktif dengan pola rancang bangun yang menerapkan prinsip phyllotaxis
• Pengguna : Kelompok keluarga • Segmen pasar : Kalangan Atas • Keunggulan produk :
o Warna-warna cemerlang yang meningkatkan aktifitas otak
o Sistem collapsible dimana permainan pada saat disimpan tidak memerlukan ruangnya cukup besar.
o Penggunaan material ramah lingkungan dan tidak beracun serta mampu terurai dialam (biodegradable) saat tidak terpakai lagi.
3.1.5 Tujuan Desain
Mengembangkan dan mengoptimalkan desain permainan konstruktif dengan pola dan desain baru yang menerapkan prinsip alam sebagai solusinya.
3.1.6 Sasaran Desain
Dicapainya suatu proses desain permainan konstruktif yang lebih mengutamakan nilai
fun dibandingkan nilai edukatifnya. Serta pola baru yang mampu menciptakan sensasi
baru kepada penggunanya.
3.1.7 Kebutuhan Desain
Kebutuhan yang harus dipenuhi dalam pengembangan produk permainan konstruktif tawar ini adalah
• Mampu menciptakan konfigurasi rancang bangun yang menarik serta pola baru • Desain yang baru serta konstruksi yang menarik
• Tetap pada jalur metodologi biomometika, bahkan pada tingkat pengemasan. • Penggunaan material ramah lingkungan sebagai tanggung jawa desainer yang
menerapkan biomimetika.
• Harga produk yang dapat bersaing dipasaran. • Umur produk panjang (tahan lama).
3.1.8 Kriteria Desain
• Operasional yang simpel dan sederhana , sehingga mudah dioperasikan • Modular, produk dapat disusun dan dikombinasikan sesuai dengan kebutuhan
pengguna dan menyesuaikan dengan ruangan yang tersedia.
• Pemilihan material menggunakan yang ramah lingkungan serta tahan kondisi cuaca.
3.1.9 Spesifikasi Desain
Menggunakan desain modular yang terdiri dari tiga macam modul yang berbeda yang dapat disusun, bongkar pasang, baik bentuk maupun konfigurasi warna. Penggunaan material alternatif dari tebu yang mampu menghasilkan produk yang ramah
lingkungan.
3.1.10 Kedudukan Produk
Sistem kerja produk ini secara teknis bekerja secara manual dengan buku panduan yang menjelaskan konfigurasi dasar sederhana pada produk oleh pengguna, sehingga kedudukan sistem desain produk ini berada diantara otomatis dan manual, yaitu manual.
Gambar 3.1.10.1. Kedudukan produk 1. (Sumber : Koleksi penulis)
Produk dikembangkan untuk kalangan atas. Dimana pasar permaian terutama permainan konstruktif adalah pasar menengah dan pasar atas. Selain itu juga permainan konstruktif ini diharapkan dapat menjadi aternatif produk serupa namun memberikan nilai baru pada penggunannya. kecil.
Gambar 3.1.10.2. Kedudukan produk 2. (Sumber : Koleksi penulis)
Gambar 3.1.10.3 Kedudukan produk 3. (Sumber : Koleksi penulis) murah
Menengah Atas
Manual Otomatis
3.1.11 Pendekatan Desain
Pendekatan desain dalam pengembangan produk permainan konstruktif adalah untuk kalangan atas. Konfigurasi dari produk ini mempertimbangkan sisi fungsi dan sisi estetika yang seimbang. Penggunaan produk ini adalah saat bersantai secara berkelompok dengan keluarga maupun kerabat.
fungsional
murah mahal
estetikal
Gambar 3.1.11.1. Pendekatan desain. (Sumber : Koleksi penulis)
Pendekatan desain pada produk ini adalah semi marsinal dimana tidak semua komponen produk dibuat dengan menggunakan mesin. Produk ini terdiri dari modul-modul yang dicetak dari pencetak yang dimolding menggunakan material berbahan dasar ramah lingkungan yaitu tebu.
3.1.12 Citra Produk
Citra desain yang digunakan adalah biomorphic, berasal dari bahasa Yunani yaitu bios yang artinya hidup dan morphe yang berarti bentuk atau raut6. Dalam seni patung dan seni lukis, bentuk biomorphic berangkat dari abstraksi dari bentuk kehidupan seperti tanaman dan tubuh manusia. Bentuk yang diambil dari alam biasanya memiliki garis yang tidak bersudut dan berkelok. Organic shapes (bentuk organik) merupakan inspirasi dari alam yang dapat mampu diterapkan pada desain yang terinspirasi dari alam memiliki nilai lebih dalam estetika dan ergonomis.
6
Gambar 3.1.12.1 Citra Produk. (Sumber : Koleksi penulis)
Warna yang akan digunakan pada desain permainan konstruktif adalah gradasi warna seperti warna pelangi yang memberi kesan dan identitas ceria, fun, kesenangan, dan sebagainya . Warna kontras, adalah warna yang berkesan berlawanan satu dengan lainnya. Warna kontras bisa didapatkan dari warna yang berseberangan (memotong titik tengah segitiga) terdiri atas warna primer dan warna sekunder. Tetapi tidak menutup kemungkinan pula membentuk kontras warna dengan menolah nilai ataupun kemurnian warna.
Gambar 3.1.12.2 Lingkaran warna (Sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/warna)
Gambar 3.1.12.2 Citra warna Produk. (Sumber : Koleksi penulis)
3.1.13 Kendala Desain
Kendala yang dihadapi dalam merencana produk ini antara lain:
• Desain yang memperhitungkan segi fungsi serta karakter material yang digunakan.
• Produk ini bertujuan untuk kepentingan komersil maka biaya produksi harus ditekan serendah mungkin, agar mampu memberikan keuntungan dari segi ekonomi
• Pemilihan material yang ramah liingkungan
3.1.14 Studi Desain
• Pengguna
Target pengguna dari produk ini adalah keluarga. Oleh karena itu produk harus mampu memberikan nilai fun pada seluruh keluarga. Bentuk interaksi sosial antar anggota keluarga menjadi aspek yang penting pada saat permainan konstruktif ini dimainkan.
• Studi Ergonomi
Karena produk bersentuhan langsung dengan pengguna maka harus dipertimbangkan ukuran-ukuran yang sesuai dengan pengguna, ukuran-ukuran modul serta bentuk dari modul itu sendiri. .
Gambar 3.1.14.1 Studi ergonomi (Sumber : Koleksi penulis)
• Konstruksi dan Struktur
Produk ini bersifat modular sehingga diperlukan suatu konstruksi yang dengan pola yang telah menjadi patokan yaitu prinsip phyllotaxis. Namun secara teknis modul yang satu dengan modul lainnya harus mampu memiliki kekuatan untuk saling menopang. Produk ini juga harus memiliki jangka ketahanan umur yang mencapai titik dimana produk sudah tidak digunakan lagi, yaitu 1-5 tahun.
• Material
Penulis memutuskan untuk menggunakan material biodegradable dimana penggunaan substansi organik yang dapat terurai di alam dalam jangka waktu tertentu dan ramah
lingkungan. Material biodegradable pada umumnya dibuat dari bahan organik dari tanaman atau hewan atau dari bahan substasi mahluk hidup lainnya. Oleh karena itu penulis melakukan observasi mencari beberapa alternatif material biodegradable yang dapat digunakan untuk produk permainan konstruktif. Sekarang ini banyak bahan material biodegradable misalnya plastik dari tepung jangung dan singkong, serat alam, serta lainnya. Namun penulis juga mempertimbangkan material yang mudah didapatkan. Dari sekian material biodegradable yang penulis pertimbangkan, terdapat satu material alternatif dari tebu dimana material ini juga digunakan oleh desainer asal Meksiko, Emiliano Godoy. Emiliano godoy melihat potensial dari material alternatif tebu. Prduk gula bukan hanya saja tebu namun juga menghasilkan produk turunannya baik dari gula maupun proses lainnya. Contoh produk turunan bahan alternatif tebu adalah bioethanol,bahan baku kertas (particle board), pupuk, dan pakan ternak dari ampas tebu, dan lain-lain. Bahan yang digunakan yaitu bahan baku yang berasal dari tebu yaitu gula. Material tersebut pada digabung dengan bahan organik lainya untuk mencapai proses material yang diinginkan. Penggunaan campuran antara gula, potassium bitartrate (cream of tartar) yang terbuat dari pengkristalan yang terjadi pada saat pembuatan wine, dan air menjadi material dasar yang mampu digunakan sebagai material produk. Emiliano Godoy menamakan produk ini adalah Sweet Disposable.
Gambar 3.1.14.2 Emiliano Godoy, Desainer Meksiko (Sumber: Koleksi Pribadi)
Bahan alternatif tebu adalah tanaman yang ditanam untuk bahan baku gula. Tanaman ini hanya dapat tumbuh di daerah beriklim tropis. Tanaman ini termasuk jenis rumput-rumputan. Umur tanaman sejak ditanam sampai bisa dipanen mencapai kurang lebih 1 tahun. Di Indonesia tebu banyak dibudidayakan di pulau Jawa dan Sumatra. Fungsi gula adalah sebagai bahan dasar Sweet Disposable. Penggunaan potassium bitartrate adalah sebagai Memiliki fungsi untuk mencegah sirup gula untuk mengkristal dan mencegah semut mendekati gula. Dan air adalah sebagai alat bantu perekat antara butiran-butiran gula satu dengan yang lainnya.
Gambar 3.1.14.3 Produk yang terbuat dari gula karya Emiliano Godoy (Sumber: Koleksi Pribadi)
Penulis mengekslorasi material tersebut dan melakukan studi material secara langsung menggunakan bahan dasar material tersebut, namun menemukan kekurangan yaitu matrial yang berbahan dasar dengan perekat air masih mudah hancur, penulis menggunakan alternatif lain yang memiliki daya rekat yang lebih tinggi yaitu merengue. Merengue terbuat dari putih telur dan gula tepung yang dikocok kaku. Putih telur memiliki daya rekat yang lebih tinggi, sudah sejak dahulu putih telur digunakan sebagai perekat, misalnya pada pembangunan candi borobudur. Dalam hal ini potassium bitartrate membantu menstabilkan putih telur. Untuk mewarnai material ini menggunakan pewarna yang ramah lingkungan. Serat kapas digunakan berguna untuk memperkokoh material tersebut. Sebagai finishing agar material tidak
menyerap air dan tahan dari cuaca, maka dilakukan coating dengan menggunakan beeswax dan mineral oil. Pelapis ini yang merupakan bahan pelapis tidak beracun mampu menambah daya tahan produk hinggga belasan tahun. Secara keseluruhan material layak dijadikan bahan dasar produk dan tahan panas hinga 300°. Semua bahan dasar yang digunakan 100% biodegradable. Metodologi biomimetik yang digunakan dalam menerapkan material dalam desain produk harus mempertimbangkan isu lingkungan karena tanggung jawab moral dari desainer atau biomimics (orang-orang yang menggunakan biomimetik sebagai dasar pemecahan masalah) seperti dapat didaur ulang, biodegradable, penggunaan material yang tidak merusak lingkungan dan sebagainya. Dibawah ini merupakan salah satu alasan mengapa penggunaan material biodegradable menjadi sangat penting dalam penggunaan material dalam produk:
• Kulit Pisang, 2 – 10 hari • Cotton rags, 1 – 5 bulan • Kertas, 2 – 5 bulan • Tali, 3 – 14 bulan • Kulit jeruk, 6 bulan
• Kaus kaki wool, 1 – 5 tahun • Filter rokok, 1 – 12 tahun • Gelas styrofoam, 1 – 100 tahun
• Tetrapaks (plastic composite milk cartons), 5 tahun • Kantong plastik, 10 – 20 tahun
• Sepatu kulit, 25 – 40 tahun • Nylon fabric, 30 – 40 tahun
• Diapers and sanitary pads 500 – 800 tahun
Penulis melakukan eksperimen material untuk menghasilkan berbagai jenis komposisi hingga menemukan komposisi yang tepat sehingga gula dapat menjadi material yang layak dijadikan produk.
Gambar 3.1.14.4 Eksperimen Penulis (Sumber: Koleksi Pribadi)
• Ekonomi
Aspek ekonomi menjadi hal yang penting mengingat tujuan dari produk permainan ini adalah dijual secara komersil. Namun harga dari produk harus memperhitungkan juga berbagai aspek seperti packaging, biaya produksi, dan lain-lain.
Bab 4 Keputusan Desain
4.1 Studi Bentuk
Dari proses desain yang dilakukan pada bab 3, penulis melakukan keputusan desain dimana desain permainan konstruktif adalah berbentuk moduler dimana setiap modul memiliki kuncian yang saat disambung membentuk sudut 137,5° sebagai penerapan sudut phylotaxis. Sudut ini yang kan memberikan pola yang unik pada saat tiap modul disatukan. Modul terdapat berbagai ukuran yang mempertimbangkan ergonomi, pengguna, prinsip phylotaxis, material, dan sebagainya.
Gambar 4.1.1 Konfigurasi Dasar (Sumber: Koleksi Pribadi)
Gambar diatas merupakan dasar sambungan antar modul yang membentuk sudut 137,5° .
Gambar 4.1.2 Studi Bentuk Dasar (Sumber: Koleksi Pribadi)
Gambar 4.1.3 Sketsa alternatif produk 1 (Sumber: Koleksi Pribadi)
Gambar 4.1.4 Sketsa alternatif produk 2 (Sumber: Koleksi Pribadi)
Gambar 4.1.5 Studi Bentuk Dasar 2 (Sumber: Koleksi Pribadi)
Gambar 4.1.6 Studi bentuk dasar kuncian (Sumber: Koleksi Pribadi)
Gambar 4.1.7 Studi Bentuk Kuncian (Sumber: Koleksi Pribadi)
4.2 Studi Ergonomi
Studi ergonomi perlu dilakukan untuk mengetahui bagaimana ukuran-ukuran modul yang nyaman ditangan. Berbagai bentuk dan ukuran digunakan untuk memastikan berbagai modul yang akan digunakan.
Gambar 4.2.1 Studi ergonomi 1 (Sumber: Koleksi Pribadi)
Gambar 4.2.2 Studi ergonomi 2 (Sumber: Koleksi Pribadi)
4.3 Desain Akhir
Desain akhir permainan konstruktif dipengaruhi oleh hukum phyllotaxis serta material yang digunakan. Penggunaan prinsip phyllotaxis mempengaruhi desain untuk lebih fokus pada fungsi kuncian bongkar pasang.
Gambar 4.3.1 Sketsa terpilih (Sumber: Koleksi Pribadi)
Gambar 4.3.2 Studi Model (Sumber: Koleksi Pribadi)
Gambar 4.3.3 Gambar 3 dimensi (Sumber: Koleksi Pribadi)
4.4 Proses Produksi
Proses produksi, penulis menggunakan berbagai cetakan dari resin hinggga silicon rubber. Model menggunakan tanah liat yang dibentuk lalu dicetak pada bahan untuk menjadi cetakan. Lalu proses produk diproduksi dilakukan.
Gambar 4.4.1 Pencetakan (Sumber: Koleksi Pribadi)
Gambar 4.4.2 Media cetak (Sumber: Koleksi Pribadi)
Gambar 4.4.3 Bahan dasar produk (Sumber: Koleksi Pribadi)
Gambar 4.4.4 Proses Pencetakan (Sumber: Koleksi Pribadi)
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Biomimetik adalah sains baru yang terus berkembang, merupakan metode pemecahan masalah yang manusia hadapi dapat menemukan solusinya dengan belajar dari model yang berasal dari rancangan alam. Alam merupakan rancangan dengan solusi terbaik, efisien dan optimal. Metodologi biomimetik berupaya melihat solusi dari masalah yang manusia hadapi melalui perspektif yang berdasarkan bagaimana alam menemukan solusi terhadap masalah yang sama yang manusia hadapi. Tidak hanya itu, biomimetik juga merupakan metode yang tepat untuk inovasi, invensi, dan reinvensi rancangan yang sudah ada. Menemukan aspek baru dalam desain serta menambah nilai lain terhadap desain tersebut seperti material yang lebih baik, ramah lingkungan, estetika, dan sebagainya. Dalam memenuhi tugas akhir ini, penulis menerapkannya apada desain permainan. Jenis permainan yang didesain adalah permainan konstruktif.
Permainan konstruktif adalah jenis permainan yang dilakukan dengan menyusun modul-modul yang dapat disatukan dengan berbagai cara sehingga menjadi bentuk bangun tertentu. Pola antara modul yang satu dengan modul lain serta desain bentuknya menghasilkan rancangan yang mewakili imaginasi pemainnya. Dalam permainan konstruktif yang di desain oleh penulis, metodologi biomimetika diterapkan untuk menemukan pola rancang bangun baru yang dapat menjadi alternatif permainan konstruktif baru. Pola yang diterinspirasi dari pertumbuhan tanaman menjadi prinsip utama yang digunakan dalam permainan konstruktif ini. Sudut phylotaxis yaitu sudut 137,5° yang banyak diterapkan pada rancangan pertumbuhan tanaman baik itu batang, daun, bunga, buah maupun biji, merupakan sudut unik yang dapat dieksplorasi melalui permainan konstruktif ini.
Sudut ini diterapkan pada desain kuncian bongkar pasang modul dimana setiap memasang modul yang satu dengan yang lainnya maka sudut phylotaxis tetap akan berlaku. Namun terdapat beberapa pola yang berbeda sehingga saat banyak modul dipasang maka akan membentuk rancang bangun yang pada prinsipnya tetap pada sudut 137,5°. Image yang pakai adalah image biomorph dimana bentuk-bentuk organik menjadi aspek desain yang digunakan dan warna yang digunakan adalah
warna gradasi lingkaran warna dimana warna pelangi digunakan untuk menambah nilai fun pada permainan kostruktif. Penggunaan material biodegradable yang merupakan alternatif dari pohon tebu menjadi aspek utama kajian material dimana desain produk yang menjadikan isu lingkungan bagian dari proses desain merupakan tanggung jawab moral dari desainer yang menggunakan alam sebagai inspirasinya.
5.2 Saran
Kendala yang dihadapi dalam melakukan proses pengembangan produk permainan konstruktif adalah bagaimana memanfaatkan prinsip alam yaitu sudut phylotaxis yang memaksa semua gerakan kepada sudut yang sama namun mampu menghasilkan ragam bentuk pasangan modul. Mengeksplorasi kemungkinan-kemungkinan arah baru dari modul yang satu dengan modul yang lain seperti arah diagonal dan horisontal. Penggunaan material alternatif tebu yang masih merupakan eksperimen dicoba hingga diharapkan mencapai tahap sempurna sebagai material yang baik untuk mendesain produk. Percobaan-percobaan terus dilakukan baik material maupun penerapannya pada desain permainan konstruktif. Sehingga desain bentuk modul juga harus disesuaikan denga jenis material yang dipilih.
Penerapan aplikasi biomimetik pada desain produk memungkinkan bentuk kerja sama antara mahasiswa desain produk dengan bidang ilmu lainnya. Seperti kerjasama dengan ahli biologi, teknik, dan sebagainya. Sehingga proses desain yang menerapkan prinsip biomimetik mampu menghasilkan desain yang optimal.
DAFTAR PUSTAKA
Janine M. Benyus , 1998, Biomimicry inovation inspired by nature, HarperCollins Publishers inc, NewYork.
Watchtower Bible and Tract Society of Pennsylvania., 2006, Pola yang Menakjubkan
Pada Tanaman. Sedarlah. Watchtower Bible and Tract Society of New
York, inc.
B Hill. Bionic. 1995, Element for fixing the aim and finding the solution in the technical problem solving process. Germany.
Data Internet:
http://id.wikipedia.org/wiki/Permainan http://www.wikipedia.net/ biomimetics/html http://id.wikipedia.org/wiki/Biomorphic
