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.
