Serpenoid, Sebuah Pergerakan Kehendak Alam?

(oleh : Risvan Dirza)

Mungkin sudah ada beberapa orang yang mengenal kurva Serpenoid. Walaupun demikian, tidak ada salahnya, bukan? jika saya berbagi melalui tulisan ini.

Serpenoid merupakan sebuah kurva atau pola pergerakan ular. Definisinya akan berkembang sejalan dengan tulisan ini. Serpenoid berasal dari kata Serpentine. Ada 4 jenis pergerakan ular (silahkan lihat ini).

Salah satu cara ular bergerak (Serpentine)

Setelah melihat  ilustrasi pergerakan ular di samping, maka kita tentu saja dapat membayangkan apa itu kurva Serpenoid.

Secara sekilas, mungkin akan timbul pertanyaan sederhana : “Apa bedanya dengan kurva sinusoid ?”. Mungkin beberapa dari anda juga mengenal kurva clothoid. Maka, pertanyaan yang lebih panjang akan muncul lagi, “Apa bedanya dengan kurva sinusoid dan clothoid?” (Apalagi, clothoid ini? haha.. @_@??). Seabagai informasi tambahan, Kurva Clothoid digunakan untuk mendesain sudut jalan yang berkelok-kelok di dunia per-sipil-an (civil engineering)

Untuk menjawab pertanyaan ini, kita tentu harus menarik sumbu koordinat (that’s what engineers always  do to start their work, Framing the problem, and collecting the information 😀 ) untuk membuktikan apakah kurva Serpenoid itu sama dengan kurva Sinusoid atau Clothoid (Step : Proof)

Pada gambar berikutnya, kita akan melihat hasil pemetaan kurva Sinusoid, Clothoid dan Serpenoid pada sumbu koordinat. Silahkan diamati dengan seksama.

Sinusoidal Wave

Clothoid Wave

Serpenoid Wave

Tampak jelas bukan perbedaannya? Kalau mau lebih detail, silahkan turunkan persamaan setiap kurva di atas, maka hasil differensiasinya dijamin beda. (Mau minta persamaannya? Boleh saja, tapi saja jamin setelah itu anda akan mengalami gangguan mental =p.. ).  Saya rasa ilustrasi di atas cukup untuk penjabaran skala umum (bukan itu math freak =p). Untuk level pembuktian matematis, menurut saya, sebaiknya tidak didiskusikan di sini.

Jika, kurva di atas adalah bentuk pergerakan yang berubah terhadap waktu. Atau, dalam kasus ular, kurva di atas adalah bentuk tubuh ular, maka kita dapat menemukan kurva pergerakan otot (muscular motion) pada tubuh ular sebagai berikut :

Muscular Motion for Sinusoid Wave

Muscular Motion for Clothoid Wave

Muscular Motion for Serpenoid Wave

Apa yang kita dapat dari kurva muscular motion di atas? Mengapa ular memilih untuk bergerak secara Serpenoid? Setelah, melakukan pemplotan di atas, maka kita dapat memahami bahwa untuk melakukan pergerakan secara Sinusoid atau Clothoid diperlukan kontraksi otot yang tinggi pada titik-titik tertentu. Dan tentu saja bagi ular sendiri, kondisi ini tidak nyaman bagi tubuhnya. Meninjau lebih jauh, anda akan melihat bahwa pada gambar  “muscular motion for serpenoid wave”, ular cenderung tidak mengalami konstraksi otot yang secara tiba-tiba (high impulsif). Ini merupakan kondisi ternyaman bagi sang ular.

Sebuah kejelian dalam melihat suatu pola itu penting. Jika anda amati kurva “muscular motion for serpenoid wave”, maka akan terlintas satu nama kurva yang sangat anda kenal, “Sinusoid!!“. Benar sekali, Itulah sebabnya di dunia per-sipil-an (maksud ke dunia civil engineering), kurva Serpenoid juga dikenal dengan nama Sin-Generated Curve.

Pada judul di atas, saya menyebutkan pergerakan kehendak alam. Kebetulan kah? Berikut foto-foto yang akan menjadi bukti nyata :

Flagella

Perhatikan cara gerak flagella di atas.

Metal

Sebuah metal yang diberi tekanan pada kedua ujungnya akan membentuk pola serpenoid.

Kecelakaan Kereta Api

Sebenarnya, dapat dianalogikan dengan kasus metal. Pada kecelakaan kereta, ada dua gaya berlawanan yang bekerja.

Aliran Sungai

Jadi, memang begitulah alam, kita dapat berkomunikasi dengan alam jika kita memahami alam. Sebuah sistem akan berusaha kembali ke titik nyamannya atau ke titik stabilnya. Ketika sistem sudah berada pada titik kestabilannya, maka ia akan berjalan selaras dengan kehendak alam. Atau, sebenarnya definisi stabil itu hanya mampu dipahami alam? Ah, entahlah. Yang pasti, banyak sekali ilmu yang bisa digali dari alam (jika kita mengamati) dan bagi engineer tentu saja dimanfaatkan untuk kemaslahatan umat manusia sebagai pergerakan Serpenoid yang dimanfaatkan untuk membuat robot ular pada tahun 1976 atau dunia civil engineering siap untuk menggunakan Serpenoid yang selaras dengan alam menggantikan Clothoid ?? Hmm..

(berbagai sumber, kuliah, paper, jurnal dan internet)