Sejumlah insinyur dan ilmuwan memiliki ketertarikan yang berkelanjutan terhadap sutra laba-laba. Sutra ini, yang serupa dengan sutra cacing biasa yang digunakan untuk pembuatan sprei yang nyaman, namun jauh lebih kuat, telah menginspirasi penemuan perisai tubuh yang lebih ringan dan lebih mudah bernapas serta bahan-bahan yang dapat membuat komponen pesawat lebih kuat tanpa menambah bobot. Para peneliti bahkan menggunakan contoh yang diambil dari web laba-laba untuk merancang mikrofon yang sensitif yang suatu hari dapat digunakan untuk mengobati kehilangan pendengaran dan tuli serta untuk meningkatkan perangkat pendengar lainnya.
Labah-labah menggunakan jaring mereka seperti gendang telinga eksternal raksasa. Sebuah tim ilmuwan dari Universitas Binghamton dan Universitas Cornell melaporkan pada tahun 2022 bahwa jaring memungkinkan arachnida mendeteksi suara dari jarak 10 kaki.
Ketika Anda mendengar suara melalui telinga Anda, apa yang sebenarnya Anda alami adalah perubahan tekanan udara yang menyebabkan gendang telinga Anda bergetar. Inilah cara kerja mikrofon: dengan meniru telinga manusia dan bergetar sebagai respons terhadap tekanan.
Jaring laba-laba melayani tujuan serupa tetapi menggunakan mekanisme yang berbeda. Alih-alih bergetar ketika terkena gelombang tekanan seperti tongkat yang memukul kulit drum, mereka bergerak seiring dengan aliran udara yang tergeser. Udara adalah medium fluida “seperti madu,” kata Ronald Miles, seorang profesor teknik mesin di Binghamton. Manusia menavigasi lingkungan ini tanpa memperhatikan banyak hambatan, tetapi serat sutra digoyang-goyangkan oleh kecepatan gaya kental di udara.
Dr. Miles tidak bisa tidak bertanya-tanya apakah prinsip ini bisa mengarah pada jenis mikrofon baru.
“Ikan adalah hewan yang agak sombong,” katanya. “Mereka membuat perangkat yang bekerja seperti mereka.” Tetapi ia mempertanyakan tentang membangun perangkat yang lebih mirip laba-laba dan merasakan “suara dengan gerakan udara.”
Dia dan rekan-rekannya—termasuk Jian Zhou, juga seorang profesor teknik mesin di Binghamton, dan Junpeng Lai, seorang peneliti pascadoktoral—merancang dan membangun mikrofon yang terinspirasi oleh prinsip-prinsip alam sutra laba-laba. Mereka menyampaikan penelitian mereka pada hari Kamis di pertemuan ke-186 Masyarakat Akustik Amerika di Ottawa.
Perangkat para peneliti terdiri dari poros yang sangat tipis (seperti papan selam) yang terbuat dari silikon yang merespons fluktuasi kecil dalam aliran udara yang diciptakan oleh suara. Untuk mengubahnya menjadi sesuatu yang bisa didengar manusia, laser mengukur gerakan halus poros ini, seperti laba-laba yang mendekode web-nya.
Kekurangan mikrofon tipikal yang merasakan tekanan, kata Dr. Miles, adalah bahwa membuatnya lebih baik sering berarti membuatnya lebih besar. Pikirkan mikrofon canggih yang Anda lihat di studio rekaman, dibandingkan dengan headset yang ringkih digunakan oleh pembicara motivasi. Dengan mikrofon yang terinspirasi laba-laba yang merespons aliran udara daripada tekanan, Dr. Miles mengatakan, “Anda dapat membuatnya jauh lebih kecil tanpa membayar harga.”
Membantu orang mendengar bisa menjadi langkah alami selanjutnya.
Hanya dengan sedikit ironis, telinga kita mengeluarkan suara saat bergetar sebagai respons terhadap tekanan. Dengan pendanaan dari Institut Kesehatan Nasional, tim Dr. Miles akan mengembangkan probe yang mengukur emisi otoakustik yang sangat tenang ini. Itu bisa membantu dengan deteksi lebih awal masalah pendengaran di telinga bayi, misalnya, dan “kemudian mereka dapat memulai perawatannya,” kata Dr. Miles.
Keuntungan lain dari mendeteksi aliran udara daripada tekanan untuk mengukur suara adalah bahwa itu dapat digunakan untuk lokalisa sumber suara. Ini bisa meningkatkan alat bantu dengar yang dirancang untuk menangkap suara yang datang dari tempat tertentu di lingkungan bising, tambah Dr. Miles.
Anna Rising, seorang peneliti sutra laba-laba di Institut Karolinska di Swedia yang tidak terlibat dalam studi, setuju bahwa sutra laba-laba memiliki aplikasi medis potensial. Ia dikenal dengan kekuatannya, katanya, tetapi juga “ditoleransi dengan baik ketika diimplan dan telah terbukti memungkinkan regenerasi saraf perifer” dalam percobaan hewan.
Dr. Miles sangat antusias tentang menggunakan mikrofon yang terinspirasi web untuk mendeteksi infrasonik, yang berada di bawah rentang pendengaran manusia. Itu bisa bermanfaat untuk tugas seperti pelacakan tornado.
“Kemampuan untuk lokalisa suara frekuensi sangat rendah ini benar-benar sulit dengan mikrofon tekanan,” katanya. “Dengan mikrofon pengukuran kecepatan, Anda dapat melakukannya dengan sangat mudah.”
Mikrofon terinspirasi laba-laba masih memiliki jalan panjang sebelum siap digunakan secara luas. Tetapi tim ini sudah memiliki paten, dan Dr. Miles memberi nasehat kepada perusahaan Kanada yang membangun jenis mikrofon baru.
Dan jika penelitian ini berhasil, mungkin manusia akhirnya bebas dari bias yang menyebabkan perangkat terinspirasi oleh tubuh kita, memberikan jalan bagi penemuan lebih lanjut dari cara laba-laba dan makhluk lainnya melihat dunia.