Tech

Laba-laba Itsy Bitsy Menginspirasi Mikrofon

Insinyur dan ilmuwan mempunyai ketertarikan abadi terhadap sutra laba-laba. Mirip dengan sutra cacing pada umumnya yang membuat seprai nyaman, namun jauh lebih keras, bahan ini telah mengilhami penemuan bahan yang lebih ringan dan lebih menyerap keringat. pelindung tubuh Dan bahan yang bisa membuat komponen pesawat lebih kuat tanpa menambah bobot. Para peneliti bahkan menggunakan contoh yang diambil dari jaring laba-laba untuk merancang mikrofon sensitif yang suatu hari nanti dapat digunakan untuk mengobati gangguan pendengaran dan tuli serta untuk meningkatkan perangkat pendengaran lainnya.

Laba-laba menggunakan jaringnya seperti gendang telinga luar yang sangat besar. Sebuah tim ilmuwan dari Binghamton University dan Cornell University melaporkan 2022 jaring itu memungkinkan arakhnida mendeteksi suara dari jarak 10 kaki.

Ketika Anda mendengar suara melalui telinga Anda, apa yang sebenarnya Anda alami adalah perubahan tekanan udara itu menyebabkan gendang telinga Anda bergetar. Beginilah cara kerja mikrofon: meniru telinga manusia dan bergetar sebagai respons terhadap tekanan.

Jaring laba-laba memiliki tujuan serupa tetapi menggunakan mekanisme yang berbeda.

Alih-alih bergetar ketika terkena gelombang tekanan seperti tongkat yang memukul kepala drum, mereka bergerak mengikuti aliran udara yang dipindahkan. Udara adalah media cair “seperti madu,” kata Ronald Miles, profesor teknik mesin di Binghamton. Manusia menavigasi lingkungan ini tanpa menyadari banyak hambatan, namun serat sutra diterpa oleh kecepatan gaya kental di udara.

Miles bertanya-tanya apakah prinsip ini dapat menghasilkan mikrofon jenis baru.

“Manusia adalah binatang yang sombong,” katanya. “Mereka membuat perangkat yang berfungsi seperti mereka.” Namun dia bertanya-tanya tentang cara membuat perangkat yang lebih mirip laba-laba dan merasakan “suara dengan gerakan di udara”.

Dia dan rekan-rekannya – termasuk Jian Zhou, juga seorang profesor teknik mesin di Binghamton, dan Junpeng Lai, seorang peneliti pascadoktoral – merancang dan membuat mikrofon yang terinspirasi oleh prinsip sutra laba-laba alami. Mereka mempresentasikan penelitian mereka pada hari Kamis di Pertemuan ke-186 Masyarakat Akustik Amerika di Ottawa.

Perangkat para peneliti terdiri dari poros kantilever yang sangat tipis (seperti papan loncat) yang terbuat dari silikon yang merespons fluktuasi kecil aliran udara yang diciptakan oleh suara. Untuk mengubahnya menjadi sesuatu yang dapat didengar manusia, laser mengukur gerakan halus batang tersebut, seperti laba-laba yang menguraikan jaringnya.

Kelemahan mikrofon biasa yang mendeteksi tekanan, kata Dr. Miles, adalah sering kali membuatnya lebih baik berarti membuatnya lebih besar. Bayangkan mikrofon tebal yang Anda lihat di studio rekaman, dibandingkan dengan headset kurus yang digunakan oleh pembicara motivasi. Dengan mikrofon yang terinspirasi dari laba-laba yang merespons aliran udara dan bukan tekanan, Dr. Miles berkata, “Anda dapat membuatnya sedikit lebih kecil tanpa harus membayar mahal.”

Membantu orang mendengar bisa menjadi langkah alami berikutnya.

Agak berlawanan dengan intuisi, telinga kita mengeluarkan suara ketika mereka bergetar sebagai respons terhadap tekanan. Dengan dana dari Institut Kesehatan Nasional, tim Dr. Miles akan mengembangkan penyelidikan yang mengukur emisi otoakustik yang sangat senyap ini. Misalnya, hal ini dapat membantu deteksi dini masalah pendengaran di telinga bayi, dan “kemudian mereka dapat memulai pengobatan untuk masalah tersebut,” kata Dr. Miles.

Keuntungan lain dari penginderaan aliran udara dibandingkan tekanan untuk mengukur suara adalah dapat digunakan untuk melokalisasi sumber suara. Hal ini dapat meningkatkan alat bantu dengar yang dirancang untuk menangkap suara yang berasal dari tempat tertentu di lingkungan yang bising, tambah Dr. Miles.

Anna Bangkit, seorang peneliti sutra laba-laba di Institut Karolinska di Swedia yang tidak terlibat dalam penelitian ini, sepakat bahwa sutra laba-laba memiliki potensi penerapan medis. Ia dikenal karena ketangguhannya, katanya, namun juga “dapat ditoleransi dengan baik bila ditanamkan dan telah ditunjukkan untuk memungkinkan regenerasi saraf tepi” pada hewan percobaan.

Dr Miles bersemangat menggunakan mikrofon yang terinspirasi web untuk mendeteksi infrasonik, yang berada di bawah jangkauan pendengaran manusia. Ini mungkin berguna untuk tugas-tugas seperti melacak tornado.

“Mampu melokalisasi suara pada frekuensi yang sangat rendah sangatlah sulit dengan mikrofon bertekanan,” katanya. “Dengan mikrofon penginderaan kecepatan, Anda dapat melakukannya dengan sangat mudah.”

Mikrofon yang terinspirasi dari laba-laba masih harus menempuh perjalanan panjang sebelum siap untuk digunakan di pasar mainstream. Namun tim tersebut sudah memiliki paten, dan Dr. Miles memberikan nasihat sebuah perusahaan Kanada membuat mikrofon jenis baru.

Dan jika penelitian ini membuahkan hasil, mungkin manusia akhirnya dapat terbebas dari bias yang mengarah pada perangkat yang terinspirasi oleh tubuh kita, sehingga memberi jalan bagi lebih banyak penemuan yang diambil dari cara laba-laba dan makhluk lain memandang dunia.

Source link

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Back to top button