insight-magazine.com

‘MELIHAT’ TANPA MATA

Beberapa tahun lalu, perangkat canggih bernama batcane, yang berarti tongkat kelelawar, telah mendapatkan sejumlah penghargaan bergengsi di Eropa. Tongkat istimewa macam apakah itu, apa kegunaannya, dan siapakah yang merancangnya? Sebelum mengulas jawaban pertanyaan tersebut, ada baiknya terlebih dahulu kita selami ilham di balik perangkat yang sekarang beralih nama menjadiUltraCane ini: kelelawar...

Kelelawar merupakan makhluk yang sangat menarik. Yang paling hebat dari keahliannya adalah kemampuan luar biasa dalam menentukan arah terbangnya. Kemampuan mengindera tempat dan benda dengan suara yang terpantul (gema) pada kelelawar ditemukan melalui serangkaian percobaan oleh para ilmuwan. Mari kita simak lebih dekat percobaan-percobaan tersebut untuk mengungkap rancangan yang luar biasa pada makhluk ini.

Pada percobaan pertama, seekor kelelawar ditempatkan di sebuah ruangan gelap gulita. Di salah satu sudut ruangan ini, seekor lalat ditempatkan sebagai mangsa untuk sang kelelawar. Mulai saat itu, segala hal yang terjadi di ruangan tersebut dipantau dengan kamera-kamera yang mampu melacak di kegelapan malam hari. Begitu lalat terbang, kelelawar yang awalnya ditempatkan di sudut lain dalam ruangan ini dengan cepat bergerak langsung ke tempat lalat berada dan menangkapnya. Dari percobaan ini disimpulkan bahwa kelelawar tersebut memiliki indera sangat tajam dalam hal kepekaan, sekalipun keadaannya gelap gulita. Meskipun begitu, apakah kepekaan kelelawar ini dikarenakan oleh indera pendengaran? Ataukah ia memiliki penglihatan yang terang di malam hari?

Untuk menjawab pertanyaan ini, percobaan kedua dilakukan. Pada suatu sudut di ruangan yang sama, sekelompok ulat bulu diletakkan dan ditutupi selembar koran. Begitu dilepaskan, kelelawar tidak membuang-buang waktu untuk mengangkat lembaran koran tersebut dan memakan ulat-ulat tadi. Hal ini membuktikan, kemampuan penentuan arah milik kelelawar tidak ada kaitannya dengan indera penglihatan.

Para ilmuwan melanjutkan percobaan mereka terhadap kelelawar: sebuah percobaan baru dilakukan di ruangan yang berbentuk lorong panjang. Pada salah satu ujung lorong terdapat seekor kelelawar dan di ujung lainnya ada sekelompok kupu-kupu. Di samping itu, serangkaian dinding-dinding penyekat disusun berderet dan tegak lurus terhadap dinding lorong tersebut. Di tiap penyekat, ada satu lubang tunggal yang cukup besar bagi kelelawar untuk terbang melewatinya. Akan tetapi, lubang-lubang ini ditempatkan pada titik berbeda di setiap dinding penyekat. Dengan demikian, kelelawar harus terbang dengan jalur berliku melaluinya sebelum mencapai kupu-kupu di ujung lainnya.

Para ilmuwan memulai pengamatannya segera setelah kelelawar dilepaskan ke dalam lorong gelap tersebut. Ketika kelelawar sampai pada penyekat pertama, ia menentukan tempat lubangnya dengan mudah dan melewatinya dengan baik. Hal yang sama terpantau di seluruh dinding penyekat: kelelawar terlihat tidak hanya tahu di mana penyekat berada melainkan juga di mana tepatnya lubang berada. Setelah melalui lubang terakhir, sang kelelawar pun mencapai kupu-kupu, dan mengisi perut dengan hasil tangkapannya.

Percobaan menunjukkan bahwa kelelawar mampu dengan mudah menentukan kedudukan dan terbang melalui lubang di dinding dalam gelap gulita.

Terpesona dengan apa yang mereka amati, para ilmuwan memutuskan melakukan percobaan terakhir untuk memahami tingkat kepekaan penginderaan kelelawar. Tujuannya kali ini adalah untuk menentukan batas kemampuan penginderaan kelelawar lebih jelas. Sekali lagi, lorong panjang disiapkan dan kawat baja bergaris tengah sekitar 0,6 mm, atau setipis beberapa helai rambut, digantungkan dari atap hingga terjulur ke lantai lorong. Kawat-kawat ini ditempatkan secara acak di seantero ruang lorong. Para peneliti semakin terkagum, karena sang kelelawar menyelesaikan penerbangannya tanpa terantuk pada satu rintangan kawat pun. Kemampuan terbang ini menunjukkan, kelelawar mampu mengenali rintangan setipis 0,6 mm.

Penelitian setelahnya mengungkap bahwa kemampuan penginderaan luar biasa kelelawar terkait dengan perangkat yang disebut echolocation (ekolokasi) pada tubuh kelelawar. Ekolokasi adalah teknik menentukan keberadaan tempat dan benda-benda dengan menggunakan gema (pantulan suara). Untuk menentukan keberadaan benda-benda di sekitarnya, termasuk benda hidup, kelelawar memancarkan suara berfrekuensi tinggi. Tatkala mengenai benda-benda tersebut, gelombang suara ini lalu terpantul kembali ke arah kelelawar. Meskipun tidak terdengar oleh manusia, pantulan suara ini dapat ditangkap dan diindera oleh kelelawar, sehingga memungkinkannya mendapatkan sebuah gambaran atau "peta" lingkungan sekitarnya. Jadi, penginderaan kelelawar atas seekor lalat dimungkinkan oleh adanya suara yang dipantulkan kembali pada kelelawar dari lalat tersebut.

Kelelawar yang menentukan letak dengan gema ini mengingat setiap gelombang suara yang dikeluarkannya dan membandingkan yang asli dengan gema yang kembali kepadanya. Waktu yang habis antara dikeluarkannya suara dengan diterimanya gema yang datang memberikan penginderaan dan penentuan yang tepat mengenai jarak sasaran dari sang kelelawar. Sebagai contoh, pada percobaan ketika kelelawar menangkap ulat-ulat di lantai, kelelawar mengindera ulat dan bentuk ruangan dengan memancarkan suara bernada tinggi dan mengindera sinyal-sinyal yang terpantul. Lantai memantulkan suara tersebut, sehingga kelelawar dapat menentukan jaraknya terhadap lantai. Sebaliknya, ulat bulu yang berada di lantai berjarak sekitar 0,5 - 1 cm lebih dekat ke kelelawar daripada jauhnya dengan lantai, karena permukaan atas tubuh ulat berjarak 0,5 – 1 cm dari permukaan lantai tempat sang ulat berada. Di samping itu, sang ulat melakukan gerakan-gerakan kecil dan ini pada akhirnya mengubah frekuensi yang terpantul. Dengan cara inilah kelelawar mampu menentukan keberadaan ulat bulu di lantai. Ia memancarkan sekitar 20 ribu gelombang per detik dan mampu mengenali semua suara yang terpantul. Bahkan, ketika ia melakukan hal ini, kelelawar itu sendiri pun dalam keadaan terbang.

Penelitian yang seksama atas semua kenyataan ini dengan jelas mengungkap rancangan yang hebat dalam penciptaan kelelawar. Hal ini tidaklah mengherankan, sebab Allah, sang Pencipta kelelawar, memiliki Pengetahuan dan Keahlian dalam mencipta tanpa tara. Allah tidak perlu contoh dalam mencipta apa pun sekehendakNya, karena Dialah Al Baadi, Pencipta paling pertama tanpa contoh. Mahasuci Allah, sebaik-baik Pencipta.·

Bahasan Utama 2
MISTERI LINTASAN LURUS

"Perjalanan yang dulu biasa memakan waktu 25 menit dengan tongkat panjang, kini 5 menit lebih cepat dengan menggunakan ‘Tongkat Kelelawar’”, kata Andrew Saies. Andrew merupakan salah satu di antara ‘para pendekar bertongkat kelelawar’ yang kini bisa berkelana lebih leluasa berkat tongkat itu. Sebelum membahas tongkat ‘sakti’ kelelawar temuan para ilmuwan Eropa ini, sekali lagi marilah kita kaji kehebatan jurus ‘sang guru’, yakni kelelawar...

Masih ada sifat menakjubkan lain dari sistem ekolokasi kelelawar atau perangkat untuk menentukan tempat dengan gema. Pendengaran kelelawar telah tercipta sedemikian rupa sehingga ia tidak dapat mendengar suara lain selain dari yang dipancarkannya sendiri. Rent`ng frekuensi yang mampu didengar oleh makhluk ini sangat sempit, yang lazimnya menjadi hambatan besar untuk hewan ini karena Efek Doppler, sebuah istilah ilmiah di bidang fisika tentang gelombang suara. Menurut Efek Doppler, jika sumber suara dan penerima suara keduanya sama-sama tak bergerak, maka penerima akan mengindera frekuensi yang sama dengan yang dipancarkan oleh sumber suara. Akan tetapi, jika salah satunya bergerak, frekuensi yang diterima akan berbeda dengan yang dipancarkan. Dalam hal ini, frekuensi suara yang dipantulkan dapat jatuh ke wilayah frekuensi yang tidak dapat didengar oleh kelelawar. Jika ini yang terjadi, maka kelelawar tentu akan menghadapi masalah karena tidak dapat mendengar pantulan suaranya dari lalat yang bergerak menjauh.

Akan tetapi, hal tersebut tidak pernah menjadi masalah bagi kelelawar karena ia menyesuaikan frekuensi suara yang dikirimkannya terhadap benda bergerak seolah sang kelelawar telah memahami Efek Doppler. Misalnya, kelelawar mengirimkan suara berfrekuensi tertinggi terhadap lalat yang bergerak menjauh sehingga pantulannya tidak hilang dalam wilayah rentang suara yang tak terdengar oleh sang kelelawar. Jadi, bagaimana pengaturan ini terjadi?

Di dalam otak kelelawar, terdapat dua jenis neuron (sel saraf) yang mengendalikan perangkat penginderaan dengan gelombang suara milik kelelawar. Sel saraf jenis pertama mengindera suara ultrasonik (suara di atas jangkauan pendengaran kita) yang terpantul, dan jenis yang kedua memerintahkan otot menghasilkan jeritan untuk membuat gema penentuan tempat. Kedua jenis sel saraf ini seolah bekerja sama dalam suatu kesesuaian sempurna sehingga penyimpangan amat kecil dalam sinyal terpantul akan memperingatkan sel jenis kedua dan menghasilkan frekuensi jeritan senada dengan frekuensi gema. Karenanya, tinggi nada suara ultrasonik kelelawar berubah menurut keadaan sekitarnya untuk mendapatkan daya guna sebesar-besarnya.

Sistem sonar atau perangkat penentuan keberadaan benda dan tempat melalui pantulan suara kelelawar tersebut sungguh rumit dan sempurna di setiap rinciannya. Karenanya, hal ini tidak mungkin dapat dijelaskan dengan proses evolusi melalui mutasi acak tak disengaja. Keberadaan serentak semua bagian sistem itu mutlak diperlukan agar dapat bekerja dengan baik. Selain harus mengeluarkan suara bernada tinggi, kelelawar juga harus mengolah sinyal terpantul, terbang berkelak-kelok, serta menyesuaikan jeritan sonarnya. Semua ini dikerjakan pada saat yang sama. Sudah pasti semua ini tidak dapat diterangkan sebagai peristiwa tanpa sengaja. Sebaliknya, ini pertanda pasti tentang betapa sempurnanya Allah menciptakan kelelawar.

Penelitian ilmiah lebih jauh mengungkap contoh-contoh baru serangkaian keajaiban pada penciptaan kelelawar. Melalui setiap penemuan baru yang menakjubkan, dunia ilmu pengetahuan mencoba memahami bagaimana sistem ini bekerja. Sebagai contoh, penelitian baru terhadap kelelawar telah mengungkap temuan yang amat menarik dalam tahun-tahun belakangan. Beberapa ilmuwan yang ingin menguji sekelompok kelelawar yang tinggal di suatu gua, memasang pemancar pada beberapa anggota kelompok kelelawar itu. Kelelawar-kelelawar pun teramati meninggalkan gua di malam hari dan mencari makan di luar hingga fajar. Para peneliti menyimpan rekaman perjalanan ini. Mereka menemukan bahwa sebagian kelelawar melakukan perjalanan sejauh 50-70 kilometer dari gua tersebut. Temuan paling mengejutkan adalah mengenai kepulangannya, yang dimulai sesaat sebelum terbit matahari. Semua kelelawar terbang pulang dalam garis lurus ke gua masing-masing dari titik mana pun mereka berada. Bagaimana kelelawar dapat mengetahui di mana dan sejauh mana jarak keberadaan mereka dari gua asal mereka?

Kita masih belum mendapatkan pengetahuan terperinci tentang cara mereka menemukan jalan pulang. Ilmuwan tidak meyakini sistem pendengarannya berperan besar atas perjalanan pulang itu. Karena kelelawar sepenuhnya buta cahaya, para ilmuwan berharap menemukan suatu sistem lain yang mengejutkan. Pendek kata, ilmu pengetahuan terus mencari sejumlah keajaiban baru tentang penciptaan dalam diri kelelawar, satu di antara ribuan makhluk ciptaan Allah, Pencipta Maha Sempurna. Kelelawar hanyalah satu di antara berjuta makhluk ciptaan Allah. Pada satu binatang ini saja,

Bahasan Utama 3TEKNOLOGI KELELAWAR BAGI TUNANETRA

Seorang pemakai ‘Tongkat Kelelawar’

Inovasi teknologi UltraCane telah membawa perubahan besar bagi mobilitas tunanetra maupun penderita ganggguan penglihatan yang pada tahun 2003 diperkirakan berjumlah 25 juta di negara maju.

Untuk menentukan arah ataupun mencari mangsa di malam hari, kelelawar menggunakan suatu teknik yang dinamakan ekolokasi (dari istilah echolocation; echo: gema, suara terpantul, dan location: penentuan letak, tempat benda). Ekolokasi adalah penentuan letak keberadaan suatu benda dengan memanfaatkan gelombang suara yang terpantul dari benda tersebut. Perangkat yang ada pada tubuh kelelawar ini mirip prinsip kerja sonar dan radar dewasa ini. Tapi, sonar alami ini telah terpasang pada tubuh kelelawar sejak puluhan juta tahun yang lalu.

Suara yang dipancarkan kelelawar termasuk ke dalam kelas frekuensi ultrasonik dan tidak dapat didengar manusia. Gelombang suara yang terpantul – yang disebut echo atau gema – diterima oleh alat pengindera alami yang disebut tragus dan diteruskan ke otak untuk diterjemahkan menjadi citra lingkungan sekitarnya dalam benak kelelawar. Dengan kata lain kelelawar bergerak di alam nyata dengan panduan citra semu dalam pikirannya, yang sama persis dengan gambaran lingkungan sebenarnya. Dengan kemampuan ini kelelawar dapat terbang leluasa dalam kegelapan untuk mencari makan tanpa khawatir menabrak benda-benda lain.

Tongkat Kelelawar Si Buta

Perangkat ekolokasi pada kelelawar ini memberi ilham bagi sejumlah ilmuwan Inggris untuk merancang alat bantu elektronik bagi para tunanetra. Meski tampak seperti tongkat logam putih biasa yang umum dipakai tunanetra, namun alat baru ini punya kelebihan: memunculkan citra buatan (semu) dalam otak penggunanya tentang gambaran tiga dimensi lingkungan sekitarnya. Alat ini diproduksi oleh Sound Foresight Ltd., perusahaan yang didirikan pada 1998 dan pada mulanya hanyalah sebuah wahana tidak resmi untuk tukar pikiran antarpeneliti di Universitas Leeds, Inggris. Para peneliti di bidang biologi, elektronik dan ultrasonik ini saat itu mempunyai gagasan menggabungkan keahlian mereka di bidang ultrasonik dan pengetahuan tentang pencitraan di dalam otak. Mereka bermaksud membuat suatu alat yang nyata-nyata diperlukan oleh mereka yang penglihatannya terganggu. Meski kini dinamakanUltraCane (tongkat Ultra), namun awalnya alat ini dijuluki Batcane yang berarti tongkat kelelawar, sesuai dengan yang mengilhaminya. UltraCane menerapkan dua jenis teknologi:

Logo Sound Foresight Ltd., perusahaan yang meluncurkan UltraCane

Pertama, alat yang menerapkan teknologi terkini ini mencontoh perangkat ekolokasi kelelawar yang mampu menemukan arah di kegelapan. UltraCanedapat memancarkan pulsa-pulsa gelombang suara ultrasonik yang tak terdengar telinga manusia. Ketika mengenai benda-benda di sekeliling, termasuk yang terletak setinggi kepala penggunanya seperti kaca-spion truk, gelombang tersebut kemudian dipantulkan. Pantulan gelombang suara yang juga tak terdengar telinga manusia ini lalu ditangkap oleh alat penerima padaUltraCane. Pantulan suara yang diterima UltraCane ini diubah menjadi getaran yang dirasakan oleh tangan pemakai, dan kemudian diteruskan ke otak. Informasi yang dihasilkan oleh pantulan suara ultrasonik ini meliputi daerah depan, sisi kiri-kanan dan juga bagian atas kepala pemakai. Kemampuan ini sangat membantu pemakai mengetahui benda-benda penghalang di atas tanah maupun yang terjulur dari atas, baik yang ada di depan, di sekeliling, di atas kepala maupun yang dekat kepala.

UltraCane berawal dari cita-cita beberapa pakar dari Universitas Leeds, Inggris: Prof. Deborah Withington (tengah), ahli zoologi yang menekuni pengkajian tentang bagian otak yang bernama superior colliculus, organ yang bekerja di bawah sadar dan menerima informasi melalui tiga indera: penglihatan, pendengaran dan sentuhan; Dr. Dean Waters (kiri), yang menghabiskan banyak waktunya dengan kelelawar, mempelajari bagaimana kelelawar menggunakan ekolokasi tanpa indera penglihatan; dan Prof. Brian Hoyle (kanan), pakar elektronika.

Kedua, alat yang dihidupkan oleh baterai jenis AA ini menerapkan sistem informasi umpan balik yang mudah dipahami sistem pencitraan pada bagian tertentu dari otak manusia. Hal ini memudahkan pemakai memahami kondisi di sekitarnya dengan segera, tanpa perlu menyentuhkan tongkatUltraCane pada benda penghalang. Tongkat elektronik ini dapat memberitahu pemakai tentang adanya benda penghalang pada jarak hingga tiga meter di depannya.

Adanya benda penghalang ini beserta jaraknya akan diberitahukan kepada pemakai melalui getaran tombol-tombol di bawah jari-jemari pemakai yang menggenggam alat ini. Semakin dekat jarak pemakai dengan benda tersebut, frekuensi getaran yang dirasakan semakin meningkat. Getaran yang dirasakan pada jari kemudian dikirim ke otak sehingga dapat diterjemahkan menjadi citra buatan tiga dimensi dalam benak pemakai. Dengan sedikit latihan, pemakai akan mendapatkan kemudahan dalam mengetahui keadaan sekitarnya dan meningkatkan keleluasaan pemakai dalam bergerak. Seperti kata Alexandra Bradstreet, seorang pemakai UltraCane, yang dilansir pada situs resmi Sound Foresight Ltd. (www.soundforesight.co.uk) :

“Saat menggunakan alat ini, orang-orang mengira saya sedang berpura-pura buta, karena saya dapat mengatakan pada mereka di mana letak benda-benda, kemudian mendekatinya, dan menemukan arah dengan baik di tempat yang berbeda tanpa banyak pertolongan dari orang lain. Terkadang saya takjub dengan diri saya sendiri.”

Pengguna UltraCane merasakan rintangan-rintangan di sekitar setelah gelombang yang dipancarkan UltraCane dipantulkan oleh aneka rintangan di sekeliling pemakai. Gelombang pantulan ini ditangkap kembali oleh UltraCane dan kemudian dirasakan oleh tangan pemakai yang menggenggamnya. Otak pemakai kemudian menerjemahkan apa yang dirasakan pada tangannya sebagai rintangan di sekelilingnya.

Dalam merancang “tongkat kelelawar” ini, Sound Foresight Ltd. bekerja sama dengan Cambridge Consultant Ltd., sebuah perusahaan yang bergerak di bidang perancangan dan pengembangan produk, proses dan sistem baru yang inovatif. Perusahaan inilah yang membantu mengembangkan dan membuat membuat bentuk jadi rancangan awal UltraCane. Kerjasama ini pada akhirnya membuahkan hasil dengan diluncurkannya Batcane yang kemudian disebut UltraCane. Sejumlah contoh alat ini telah dibuat untuk tujuan ujicoba di empat negara: Amerika Serikat, Jerman, Inggris dan Kanada. Saat ini, dengan harga 399 poundsterling Inggris atau sekitar Rp 4 juta, UltraCane telah mengalami berbagai penyempurnaan dari produk-produk serupa sebelumnya. Hal ini ditujukan untuk meningkatkan keleluasaan ruang gerak dari para pemakainya, serta sejumlah kemudahan yang diberikannya. Andrew Diston, Direktur Asosiasi Konsultan Cambridge berkata :

“Alat ini adalah produk yang sangat kami banggakan, sebagian karena kebebasan yang akan diberikannya pada pemakai, dan sebagian karena sifat teknologi yang kami gunakan. Sisi yang benar-benar cerdas adalah meskipun alat ini menggunakan teknologi sangat canggih, pengguna tidak memerlukan pengetahuan teknis apa pun...”

Inovasi teknologi UltraCane telah meningkatkan kemampuan ruang gerak tunanetra maupun penderita ganggguan penglihatan yang pada tahun 2003 diperkirakan berjumlah 25 juta di negara maju. Sumbangsih yang besar ini, disamping keunggulan teknologi yang digunakannya, menyebabkan UltraCane banyak mendapat penghargaan. Di antaranya adalah Tomorrow's World Health Innovation Award, oleh NESTA (the National Endowment for Science, Technology & the Arts) pada tahun 2002, Design Application of the Year Award yang didukung oleh Sony untuk kategori industri elektronik Eropa pada tahun 2003, dan Smart Funding Innovation Award. Kelebihan UltraCane lain adalah bahwa para pengguna hanya perlu latihan sebentar agar dapat memanfaatkannya. Sektiar 73% pengguna merasa percaya diri menggunakan UltraCane meski hanya seminggu berlatih. Manfaat besar ini diamini oleh para profesional, seperti Alan Brooks:

UltraCane, perangkat canggih bagi tunanetra yang menirusistem ekolokasi kelelawar

“...para pengembang [UltraCane] telah menghabiskan waktu untuk bertanya pada para tunanetra, dan melibatkan mereka dalam ujicoba. Saya yakin ini akan benar-benar bermanfaat bagi para penggunanya dari kalangan tunanetra dan mereka yang terganggu penglihatannya.” (Alan Brooks, New Initiatives Manager The Guide Dogs for the Blind Association)

Sehebat-hebatnya UltraCane, masih belum mampu menandingi sang pemberi ilham, kelelawar. Kelelawar mampu menentukan seluruh informasi yang diperlukannya dengan cukup cermat tentang jenis, ukuran, bentuk, makhluk hidup atau benda mati pada jarak 5 meter. Hebatnya lagi, kelelawar mampu melakukannya sambil bermanuver di udara. Kemampuan ini tentunya tidak dapat dilakukan UltraCane sekalipun.

Tiga penghargaan yang diperoleh UltraCane

Demikianlah, kelelawar sebagai makhluk yang tidak berakal tetapi mampu melakukan hal-hal yang cukup rumit yang tidak dapat diimbangi alat ciptaan manusia meskipun menggunakan teknologi canggih seperti UltraCane di atas. Perbandingan di atas menunjukkan lagi kepada kita salah satu bukti kehebatan ciptaan Allah. Pada segala sesuatu di alam semesta terdapat tanda-tanda kebesaran-Nya, terdapat tanda-tanda keesaan-Nya, bagi mereka yang mau berpikir.