Manusia Kloning Pertama Di Dunia

Eve bayi perempuan hasil cloning pertama didunia kini berusia 5 tahun, sehat dan kini mulai menginjak pendidikan Taman Kanak Kanak di pinggiran kota Bahama. Era manusia super mungkin bakal segera terwujud. Dunia tidak akan kekurangan stok manusia-manusia super genius sekelas Albert Einsten atau atlet handal sekelas Carl Lewis atauaktris sensual Jennifer Lopez. Manusia-manusia super itu bakalan tetap lestari di muka bumi. 100% sama persis, yang beda hanya generasinya. Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya di bidang kedokteran telah menghilangkan ketidakniscayaan itu. Melalui teknologi kloning, siapapun bisa diduplikasi. Klaim Clonaid, perusahaan Bioteknologi di Bahama, yang sukses menghasilkan manusia kloning pertama di dunia dengan lahirnya Eve, 26 Desember 2002 lalu makin mendekatkan pada impian tersebut. Walaupun ini masih sebuah awal. Clonaid adalah sebuah perusahaan yang didirikan sekte keagamaan Raelians tahun 1997. Mereka mempercayai kehidupan di bumi diciptakan mahluk angkasa luar melalui rekayasa genetika.

Eve merupakan bayi pertama yang lahir dari 10 implantasi yang dilakukan Clonaid tahun 2002. Dari 10 implan, lima gagal. Empat bayi kloning lainnya akan dilahirkan tahun ini, bahkan bayi kloning kedua akan lahir minggu ini. Clonaid berencana mengimplantasi 20 klon manusia Januari ini. Pada saat bersamaan, para ahli independen akan diundang untuk melihat prosesnya sehingga bisa menyaksikan bagaimana contoh kloning, pertumbuhan embryo dan implantansinya. Soal kekhawatiran banyak pihak tentang ketidaksempurnaan hasil kloning pada binatang yang dijadikan model pada kloning manusia, Broisselier menandaskan, kedua prosedur itu tidak bisa dibandingkan. Masalah yang timbul pada kloning binatang merupakan hasil dari prosedur khusus yang digunakan ilmuwan untuk mereproduksi binatang. Jadi bukan pada proses kloningnya.

“Kami orang-orang serius dan bertanggungjawab karena ini berhubungan dengan masalah kemanusiaan. Kami memberikan hak dan pilihan pada orang tua untuk memilih anak-anak sesuai gen mereka. Jika dalam proses kloning, peneliti Clonaid mendeteksi adanya abnormalitas, janin akan digugurkan,” katanya.

Kelahiran Eve merupakan sebuah kejutan. Sebelumnya para ilmuwan bersiap menerima kelahiran bayi kloning pertama ‘karya’ dokter ahli kesuburan Italia, Dr. Severino Antinori, awal Januari 2003.

Menurut Antinori saat ini ada dua wanita lain yang juga sedang mengandung bayi hasil kloning, dengan usia kandungan 27 dan 28 minggu. Namun ia menolak bertanggungjawab atas proses pengklonan terhadap kedua wanita tersebut, walaupun ia bertindak sebagai penasehat. Antinori adalah ahli kesuburan yang piawai. Ia telah mendeklarasikan keberhasilannya mengklon babi dan primata dan berhasil menerobos prosedur fertilitas konvensional dengan membuat seorang wanita hamil pada usia 62 tahun pada 1994. Kebanyakan ilmuwan setuju, reproduksi manusia dengan cara kloning memang memungkinkan. Namun mereka menekankan, eksperimen seperti itu tidak bisa dipertanggungjawabkan karena tingginya resiko kematian dan gangguan pasca kelahiran.

“Upaya mengkloning manusia adalah tindakan tidak bertanggungjawab dan menjijikkan serta mengabaikan banyaknya bukti ilmiah dari 7 spesies mamalia yang sejauh ini sudah dikloning,” kata Rudolf Jaenisch, ahli kloning dari Massachusetts Institute of Technology.

Ilmuwan Roslin’s Institute, Ian Wilmut yang berperan dalam kelahiran Dolly menegaskan, kloning pada manusia amat mengejutkan karena jumlah kegagalan yang tinggi dan kematian pada bayi yang baru lahir. Kloning pada binatang menunjukkan adanya kelemahan. Dolly, mamalia pertama yang berhasil dikloning terbukti menderita arthritis pada usianya yang masih muda. Domba betina ini dikloning dengan teknik kloning transfer inti sel somatik (sel tubuh). DNA Dolly berasal dari sel tunggal yang diambil dari sel telur induknya yang kemudian difusikan dengan sel ‘mammary’ (sel kelenjar susu). Sel yang telah bergabung berkembang menjadi embryo yang kemudian ditanamkan pada biri-biri pengganti. Walau dikatakan berhasil, prosedur kloning ini tidaklah sempurna. Diperlukan 227 percobaan sebelum akhirnya tercipta Dolly. Kloning pada manusia lebih rumit dengan resiko yang besar dan sangat potensial terjadi kesalahan. Para ilmuwan khawatir, penggunaan teknik ini pada manusia akan ‘memunculkan’ malformasi. National Bioethics Advisory Commission mengemukakan, penggunaan binatang guna memahami proses-proses biologi seperti dalam kasus Dolly, memberikan harapan besar bagi kemajuan dunia medis di masa depan. Namun tidak ada pembenaran untuk riset dengan tujuan menghasilkan anak manusia melalui teknik ini.

Para ilmuwan juga amat risau dengan risiko medik dan ketidakpastian yang berhubungan dengan kloning manusia. Salah satu kekhawatirannya adalah jika seorang bayi di klon, maka kromosomnya akan cocok dengan usia donor. Misalnya seorang anak hasil kloning yang berusia 5 tahun akan tampak seperti berumur 10 karena mendapat kromosom dari donor berusia 5 tahun , dengan disertai risiko penyakit jantung dan kanker. Resiko buruk juga mengintai para wanita yang memutuskan mengandung bayi kloning. Menurut ahli perkembangan embryo pada mamalia, Prof. Richard Gardner, para wanita tersebut beresiko terkena satu jenis kanker yang tidak biasa dan unik pada manusia, yang menyerang rahim, yaitu choriocarcinoma.

Mengacu pada berbagai resiko ini banyak negara melarang dilakukannya riset-riset kloning pada manusia. Presiden AS kala itu Bill Clinton mengeluarkan rekomendasi moratorium atau penghentian riset kloning manusia selama 5 tahun. Hampir semua agama juga melarang teknologi kloning pada manusia. Namun selain memiliki sisi gelap, penelitian kloning pada manusia sebenarnya memberikan harapan bagi masa depan dunia kedokteran. Teknik kloning memungkinkan dokter mengidentifikasi penyebab keguguran spontan, memberikan pemahaman pertumbuhan cepat sel kanker, penggunaan sel stem untuk meregenerasi jaringan syaraf, kemajuan dalam penelitian masalah penuaan, genetika dan pengobatan. Bertolak dari manfaat dan mudlaratnya teknologi kloning ini, agamawan, ahli politik, ahli hukum dan pakar kemasyarakatan perlu segera merumuskan mengenai aturan pemakaian teknologi kloning. Sebab ditangan ilmuwan ‘hitam’, kloning bisa menjadi malapetaka.

Seorang anggota kelompok Raelian, Brigitte Boisselier mengatakan, bukti ilmiah akan diajukan segera, jika saya tidak mengajukan bukti ilmiah, pasti Anda mengatakan saya telah mengarang cerita. Jadi satu-satunya cara adalah kami akang mengundang seorang pakar independen ke tempat orang tua bayi itu. Di sana ia bisa mengambil contoh sel dari bayi dan ibunya, untuk kemudian membandingkannya. Jadi, Anda akan mendapatkan bukti. Raelian sejauh ini dikenal sebagai sekte agama yang percaya bahwa kehidupan di luar angkasa telah menciptakan kehidupan di bumi. Kelompok yang mendapat pengakuan resmi pemerintah negara bagian Quebec, Kanada, sebagai gerakan agama di tahun 1990-an ini mengklaim memiliki 55 ribu anggota di berbagai penjuru dunia, termsuk Amerika. Kelompok ini memilki sebuah taman yang terbuka untuk umum bernama UFOland, dekat Montreal.

KLONING terhadap manusia (Eve) merupakan sebuah keberhasilan para ilmuwan Barat dalam memanfaatkan sains yang akhirnya mampu membuat sebuah kemajuan pesat — yang telah melampaui seluruh ramalan manusia. Betapa tidak, cara ini dianggap sebagai jalan untuk memperbaiki kualitas keturunan: lebih cerdas, kuat, rupawan, ataupun untuk memperbanyak keturunan tanpa membutuhkan proses perkembangbiakan konvensional.

Revolusi Kloning Manusia ini semakin memantapkan dominasi sains Barat terhadap kehidupan manusia, termasuk kaum Muslim. Apalagi, efek berikutnya dari perkembangan revolusi ini yaitu penggunaan dan pemanfaatannya akan selalu didasarkan pada ideologi tertentu. Bagi kaum Muslim sendiri, meskipun eksperimen ilmiah dan sains itu bersifat universal, dalam aspek penggunaannya harus terlebih dulu disesuaikan dengan pandangan hidup kaum Muslim.

sumber : http://history55education.wordpress.com/2011/08/20/eve-manusia-kloning-pertama-di-dunia/

TEKNOLOGI CLONING UNTUK MENCIPTAKAN MAKHLUK HIDUP TANPA PERKAWINAN

Teknologi kloning. Suatu cara reproduksi yang menggunakan teknik tingkat tinggi di bidang rekayasa genetika untuk menciptakan makhluk hidup tanpa melalui perkawinan.Teknik reproduksi ini menjadi terkenal sejak tahun 1996 karena keberhasilan Dr. Ian Welmut, seorang ilmuwan Scotlandia yang sukses melakukan kloning pada domba yang kemudian dikenal dengan Dolly. Sekarang teknik dan tingkat keberhasilan kloning telah begitu pesat. Salah satu negara yang sukses menguasai teknologi ini sekaligus menjadikannya sebagai lahan bisnis modern adalah Korea Selatan.

Teknologi Cloning : Cara menciptakan makhluk hidup tanpa perkawinan
Kloning berasal dari kata ‘clone’, artinya mencangkok. Secara sederhana bisa dipahami, teknik ini adalah cara reproduksi vegetatif buatan yang dilakukan pada hewan dan atau manusia. Seperti yang kita ketahui bahwa mayoritas hewan (termasuk manusia) hanya bisa melakukan reproduksi generatif (kawin) yang dicirikan adanya rekombinasi gen hasil proses fertilisasi ovum oleh sperma. Sedangkan pada reproduksi vegetatif tidak ada proses tersebut, karena individu baru (baca: anak) berasal dari bagian tubuh tertentu dari induknya. Dengan teknik kloning, hewan dan manusia bisa diperbanyak secara vegetatif (tanpa kawin).
Teknik ini melibatkan dua pihak, yaitu donor sel somatis (sel tubuh) dan donor ovum (sel gamet). Meskipun pada proses ini kehadiran induk betina adalah hal yang mutlak dan tidak mungkin dihindari, tetapi pada proses tersebut tidak ada fertilisasi dan rekombinasi (perpaduan) gen dari induk jantan dan induk betina. Ini mengakibatkan anak yang dihasilkan memiliki sifat yang (boleh dikatakan) sama persis dengan ‘induk’ donor sel somatis.
Untuk lebih jelas, berikut ini uraian dasar proses kloning pada domba Dolly beberapa tahun lalu. Perhatikan gambar berikut. Langkah kloning dimulai dengan pengambilan sel puting susu seekor domba. Sel ini disebut sel somatis (sel tubuh). Dari domba betina lain diambil sebuah ovum (sel telur) yang kemudian dihilangkan inti selnya. Proses berikutnya adalah fusi (penyatuan) dua sel tersebut dengan memberikan kejutan listrik yang mengakibatkan ‘terbukanya’ membran sel telur sehingga kedua sel bisa menyatu. Dari langkah ini telah diperoleh sebuah sel telur yang berisi inti sel somatis. Ternyata hasil fusi sel tersebut memperlihatkan sifat yang mirip dengan zigot, dan akan mulai melakukan proses pembelahan.

Sebagai langkah terakhir, ‘zigot’ tersebut akan ditanamkan pada rahim induk domba betina, sehingga sang domba tersebut hamil. Anak domba yang lahir itulah yang dinamakan Dolly, dan memiliki sifat yang sangat sangat mirip dengan domba donor sel puting susu tersebut di atas.

Dolly lahir dengan selamat dan sehat sentausa. Sayangnya selama perjalanan hidupnya dia gampang sakit dan akhirnya mati pada umur 6 tahun, hanya mencapai umur separoh dari rata-rata masa hidup domba normal. Padahal kloning yang dilakukan pada hewan spesies lain tidak mengalami masalah.

Dari hasil penyelidikan kromosomal, ternyata ditemui bahwa Dolly mengalami pemendekan telomere. Telomere adalah suatu pengulangan sekuen DNA yang biasa didapati diujung akhir sebuah kromosom. Uniknya, setiap kali sel membelah dan kromosom melakukan replikasi, sebagian kecil dari ujung kromosom ini selalu hilang entah kemana. Penyebab dan mekanismenya juga belum diketahui sampai sekarang.

Masalah pemendekan telomere ini diketahui menyebabkan munculnya sinyal agar sel berhenti membelah. Hal inilah yang diduga berhubungan erat dengan percepatan penuaan dan kematian. Pemendekan telomere ini ternyata disebabkan oleh aktivitas enzim yang dikenal dengan telomerase.

Sejalan dengan perkembangan teknik kloning, para ilmuwan telah mampu membuka harapan besar untuk menghidupkan kembali satwa-satwa yang telah punah. Seorang profesor Biologi asal Jepang, Teruhiko Wakayama, berhasil membuat kloning dari seekor mencit yang telah beku selama dua dekade. Keberhasilan ini memicu kemungkinan terobosan yang lebih spektakuler lagi, yakni ‘membangkitkan kembali’ makhluk hidup yang telah punah! Misalnya burung Dodo (Raphus cucullatus), serigala Tasmania (Thylacinus cynocephalus), Quagga (Equus quagga), sampai beberapa subspesies dari harimau yang telah punah (Panthera tigris balica, Panthera tigris sondaicus). Ini bukan isapan jempol belaka! Para ilmuwan di San Diego telah mengambil sedikit jaringan dari spesimen awetan banteng Jawa yang telah mati selama beberapa tahun, kemudian mengisolasi DNA banteng Jawa tersebut dan memasukkan inti sel sintesis ke sel telur sapi biasa. Hasilnya, dua ekor banteng Jawa berhasil dilahirkan dari rahim sapi biasa. Jadi impian menghidupkan spesies yang telah punah, seperti Jurassic Park, tidak lagi dianggap science-fiction belaka.

Bagaimana dengan kloning manusia? Inilah masalahnya.

Banyak negara dan agamawan yang terang-terangan melarang dan menolak kloning pada manusia karena masalah itu bersinggungan dengan moral, etika, dan agama, belum lagi keruwetan silsilah. Bayangkan begini: saya bertindak sebagai donor sel somatis yang hendak diklon. Sel telur (ovum) diambil dari Tamara Blezinski, dan zigot ditanamkan dirahim Luna Maya. Pertanyaannya: bayi yang lahir anak siapa? Itu hanya masalah sederhana yang gampang dipahami oleh awam. Jika dikaitkan dengan berbagai peraturan keagamaan, soal itu bisa jadi lebih ruwet lagi. Jadi saya gak mau membahasnya.

Namun demikian, beberapa pihak mengklaim telah melakukan kloning pada manusia, misalnya:

• Severino Antinori, ginekolog terkenal asal Italia, mengaku berhasil mengkloning tiga bayi sekaligus. Dokter kontroversial ini pernah membantu wanita menopause berusia 63 tahun untuk melahirkan. Konon dr Antinori inilah yang berhasil melakukan klone pada manusia dan lahirlah bayi perempuan yang dinamai Eve, yang sekarang telah berusia 6 tahun.
• dr Panayiotis Zavos, seorang ilmuwan asal Amerika Serikat, mengaku telah mengkloning manusia. Kepada surat kabar Inggris, Independent,Zavos mengaku berhasil mengkloning 14 embrio manusia, 11 di antaranya sudah ditanam di rahim empat orang wanita.
• Stemagen Corp., mengklaim menjadi peneliti pertama yang berhasil mengkloning manusia. Mereka menggunakan teknik bernama somatic cell nuclear transfer, atau SCNT, yang melibatkan lubang dari sel telur yang disuntikkan sebuah sel nukleus dari seorang donor untuk kemudian dikloning dengan sel kulit yang berasal dari dua orang laki-laki.

sumber : http://www.kampoengternak.or.id/teknologi/282-teknologi-cloning-untuk-menciptakan-makhluk-hidup-tanpa-perkawinan.html

Gelombang Ultrasonik: Cara Kelelawar Melewati Gelapnya Malam dan Menemukan Mangsa

Kelelawar satu-satu mamalia yang bisa terbang dan sering dikaitkan dengan hantu, vampir, atau syeitan. Hal ini mungkin disebabkan oleh rupa dan bentuk serta keaktifannya di malam hari. Sebenarnya kelelawar bersembunyi di tempat gelap di siang hari dan hanya mencari makan di malam hari. Persoalannya adalah kenapa dan bagaimana kelelawar dapat bergerak leluasa di malam gelap gulita. Sebahagian sifat kelelawar yang alamiah telah menarik perhatian beberapa saintis diantaranya adalah Lazzaro Spalanzani (1794).

Awal penelitian beliau terhadap kelelawar adalah dengan cara membutakan kedua belah matanya, tetapi kelelawar tidak terpengaruh untuk dapat bergerak leluasa di alam bebas pada malam hari serta mengelakkan benda-benda yang menghalanginya. Tetapi ketika beliau merusakkan sistem pendengaran kelelawar, ternyata kelelawar kehilangan pedoman dan tidak mampu bergerak bebas dan tidak mampu mengelak halangan yang ada di depannya.Persoalan mulai terjawab dan melalui perhatian kepada sistem pendengaran kelelawar ini, Spalanzani menarik suatu kesimpulan bahwa kelelawar terbang dan memandu arah menggunakan gelombang bunyi yang tidak dapat didengar oleh manusia, itulah gelombang ultrasonik.

Menurut Cracknell (1980), hasil penelitian lanjut dapat diketahui bahwa kelelawar mengeluarkan pulsa gelombang ultrasonik dengan frekuensi sekitar 40-50 kHz. Bentuk telinga kelelawar yang seperti corong berfungsi sebagai penerima gelombang ultrasonik yang dibalikkan seperti cara kerja alat radar penerima. Frekuensi ultrasonik akan ditinggikan oleh kelelawar apabila hendak menangkap mangsa secara memintas.Denyut ultrasonik yang dipancarkan oleh kelelawar akan dipantulkan apabila terkena mangsanya. Fenomena ini seperti gema dimana bunyi dipantulkan apabila tiba di satu media. Pulsa ini kemudian dianalisis oleh sistem otak kelelawar yang agak kompleks untuk menginterpretasi dan mengetahui posisi mangsanya atau objek lain yang akan diterkam.

Kelelawar menggunakan kantung jaringan (web-pocket) yang terletak di bahagian ekor dan dengan bantuan sayapnya untuk memerangkap mangsanya. Lingkungan dengan tingkat kebisingan tinggi tidak akan melemahkan sistem radar yang ada pada kelelawar tetapi jika rekaman gelombang bunyi dirinya sendiri maka akan berpengaruh kepada kemampuan kelelawar untuk menganalisis pantulan denyut pulsa yang diterimanya. Rekaman gelombang bunyi tersebut sebenarnya telah mewujudkan tingkat kebisingan yang hampir sama dan menyerupai gelombang ultrasonik.

Sama seperti keleIawar, ikan lumba-lumba merupakan hewan yang menggunakan teknik ultrasonik dan juga merupakan hewan pakar ultrasonik di laut.Ikan lumba-lumba memburu dan membedakan makanannya menggunakan karakteristik gema pulsa (pulse echo). Hewan ini juga berkomunikasi sesama spesiesnya dengan sistem panggilan ultrasonik.
Para pakar sains fisika zat padat dan juga pakar sains teknologi bahan kemudian menerapkan prinsip dasar gema pulsa ultrasonik ini ke dalam penelitian mereka di bidang ultrasonik untuk memperoleh hasil dan kemajuan seluruh ummat manusia secara umum.
Batas (range) pendengaran manusia agak terbatas dan merangkumi hanya sebahagian dari keseluruhan jajaran bunyi. Batas ultrasonik adalah batas dimana frekuensi lebih dari 14 kHz yaitu batas teratas gelombang bunyi yang tidak dapat kita dengar. Manakala batas infrasonik adalah batas yang merangkumi jajaran di bawah batas gelombang bunyi yang dapat didengar manusia.
Istilah supersonik adalah merujuk kepada gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi lebih dari 2 MHz atau yang mempunyai kecepatan 2333 km/jam. Nilai kecepatan gelombang bunyi di udara adalah 900 m/detik, pada cairan sekitar 1500 m/detik dan pada benda padat mempunyai kecepatan gelombang bunyi sekitar 2000 m/detik.

Jajaran frekuensi gelombang ultrasonik melebihi 5 ke 5000 MHz, yang berhampiran dengan jajaran panjang gelombang dari 10^-1 sehingga 10^-5 cm untuk nilai kecepatan gelombang 10⁵ cm/sekon.

Aplikasi Teknologi Ultrasonik pada Jajaran Frekuensi Tertentu

sumber :http://wanibesak.wordpress.com/2011/08/23/gelombang-ultrasonik-cara-kelelawar-melewati-gelapnya-malam-dan-menemukan-mangsa/

Helikopter : Capung

Sayap capung tidak dapat dilipat pada tubuhnya. Selain itu, cara otot terbang digunakan ketika sayap bergerak, berbeda dengan kebanyakan serangga lainnya. Karena sifat ini, para evolusionis menyatakan bahwa capung adalah "serangga terbelakang."

Padahal sebaliknya, sistem terbang makhluk yang disebut "serangga terbelakang" ini tidak lain adalah keajaiban perancangan. Pembuat helikopter terbaik dunia, Sikorsky, menuntaskan perancangan satu dari helikopter mereka dengan menjadikan capung sebagai model. 6IBM, mitra Sikorsky dalam proyek ini memulai dengan menempatkan suatu model capung ke dalam komputer (IBM 3081). Dua ribu jenis penggambaran khusus dilakukan di komputer dalam hal manuver (gerakan jungkir balik) capung di udara. Jadi, model helikopter Sikorsky yang ditujukan untuk pengangkutan tentara dan persenjataan telah dibuat berdasarkan contoh yang berasal dari capung.

Fotografer alam Gilles Martin sedang mengamati capung

illes Martin, seorang fotografer alam, telah melakukan pengamatan 2 tahun untuk meneliti capung, dan dia juga menyimpulkan bahwa makhluk ini memiliki cara terbang yang sangat rumit.

Tubuh capung menyerupai bentuk pilin yang terbungkus logam. Dua sayapnya saling silang pada badannya yang menampakkan bias warna dari biru muda hingga merah marun. Karena bentuk begini, capung dilengkapi dengan kemampuan manuver yang luar biasa. Tak peduli pada kecepatan atau arah bagaimana pun ia telah bergerak, capung dapat mendadak berhenti dan mulai terbang kembali dengan arah berlawanan. Atau, capung dapat tetap diam di udara untuk berburu. Pada kedudukan seperti itu, ia dapat bergerak dengan sangat cepat menuju mangsanya. Ia dapat mempercepat gerakannya hingga kecepatan yang sangat mengejutkan untuk seekor serangga: 25 mil per jam (40 kilometer/jam), yang dapat disejajarkan dengan seorang atlet lari 100 meter di Olimpiade dengan kecepatan 24,4 mil per jam (39 kilometer/jam).

Pada kecepatan ini, capung bertabrakan dengan mangsanya. Guncangan tabrakan ini sangat kuat. Namun, ketahanan capung sangat lentur sekaligus tahan terhadap benturan. Bentuk yang lentur dari tubuhnya meredam guncangan benturan. Sebaliknya, hal yang sama tidak akan terjadi pada mangsanya. Mangsa capung akan kehilangan kesadaran atau bahkan mati karena benturan itu.

Menyusul benturan ini, kaki belakang capung berperan sebagai senjatanya yang paling mematikan. Kaki menjulur ke depan dan menangkap mangsa yang kaget, kemudian dengan tangkas dicabik-cabik dan dimakan dengan rahangnya yang kuat.

Helikopter Sikorsky dirancang dengan meniru rancangan sempurna dan kemampuan manuver dari seekor capung.

Penglihatan capung sama mengesankannya dengan kemampuannya menunjukkan manuver mendadak pada kecepatan tinggi. Mata capung diakui sebagai contoh terbaik di antara semua serangga. Capung memiliki sepasang mata, tiap matanya memiliki sekitar 30 ribu lensa berbeda. Dua mata nyaris bulat, masing-masing hampir separuh ukuran kepalanya, memberi serangga ini wilayah pandang yang sangat luas. Karena mata-mata ini, capung hampir selalu dapat mengetahui keadaan di belakangnya.

Karena itu, capung merupakan gabungan sistem-sistem, yang masing-masingnya memiliki bentuk tersendiri dan sempurna. Tidak berjalannya salah satu saja dari sistem-sistem ini akan merusak sistem yang lainnya juga. Walaupun begitu, seluruh sistem ini diciptakan tanpa cacat, sehingga makhluk ini tetap bertahan.

Sayap Capung

Bagian tubuh yang paling penting dari capung adalah sayapnya. Akan tetapi, tidaklah mungkin menggunakan model evolusi perkembangan untuk menjelaskan cara terbang yang memungkinkan penggunaan sayap ini. Pertama, teori evolusi tidak punya penjelasan tentang masalah asal mula sayap, karena sayap hanya dapat bekerja jika berkembang bersama sekaligus agar dapat bekerja dengan benar.

Mari kita menganggap, untuk sementara, bahwa gen seekor serangga di tanah mengalami mutasi dan beberapa bagian dari jaringan kulit pada tubuhnya menunjukkan perubahan yang tidak pasti. Sangat tidak masuk akal bila menganggap bahwa mutasi lainnya di puncak perubahan ini bisa "secara kebetulan" menjadi sayap. Lebih dari itu, mutasi pada tubuhnya pun tidak akan menghasilkan sayap secara utuh bagi serangga ini atau pun menjadikannya lebih sempurna, malah akan menurunkan daya geraknya. Akibatnya, serangga perlu membawa beban lebih berat, yang tidak memberikan tujuan apa pun yang jelas. Ini akan membuat serangga ini berada pada keadaan yang tidak menguntungkan di hadapan musuhnya. Bahkan, menurut dasar teori evolusi, seleksi alam akan menimpa serangga cacat tersebut dan keturunannya pun punah.

Mata capung dianggap sebagai bentuk mata serangga paling rumit di dunia. Setiap mata memuat sekitar tiga puluh ribu lensa. Mata ini menempati sekitar separuh dari daerah kepala dan memberi sang serangga wilayah penglihatan yang lebar sehingga ia hampir selalu dapat mengetahui apa yang ada di belakangnya. Sayap capung merupakan suatu rancangan yang rumit sehingga menyebabkan segala pendapat tentang adanya ketidaksengajaan sebagai asal-usulnya menjadi tidak masuk akal. Selaput sayapnya yang aerodinamik dan setiap pori pada selaput tersebut adalah akibat langsung dari perencanaan dan penghitungan

Padahal, mutasi sangat jarang terjadi. Mutasi selalu merugikan makhluk hidup, mengakibatkan penyakit mematikan dalam banyak kejadian. Itulah mengapa mustahil suatu mutasi kecil dapat menyebabkan beberapa pembentukan pada tubuh capung untuk berevolusi menjadi suatu gerakan terbang. Setelah semua ini, mari kita tanyakan pada diri sendiri: meskipun kita beranggapan, jika hal-hal lain tak berpengaruh, bahwa jalan cerita yang ditawarkan para evolusionis mungkin saja terjadi, mengapa fosil-fosil "capung terbelakang" yang mendukung jalan cerita ini tidak ada?

Zat kitin yang menyelubungi tubuh serangga cukup kuat bertindak sebagai rangka, yang pada serangga ini, terbentuk dengan warna  yang amat menarik perhatian.

Tidak ada perbedaan antara fosil capung tertua dengan capung di masa sekarang. Tidak ditemukan sisa-sisa "separuh capung" atau seekor "capung dengan sayap yang baru muncul" yang mendahului fosil tertua tersebut.

Layaknya bentuk kehidupan lainnya, capung juga muncul sekaligus dan tidak mengalami perubahan hingga saat ini. Dengan kata lain, capung memang diciptakan oleh Allah dan tidak pernah "berevolusi."

Kerangka serangga terbentuk dari zat yang kokoh dan melindunginya, yang disebut kitin. Zat ini diciptakan dengan kekuatan yang cukup untuk membentuk rangka luar. Bahan ini juga cukup lentur untuk digerakkan oleh otot-otot yang digunakan untuk terbang. Sayap-sayap tersebut dapat bergerak maju mundur atau pun atas bawah. Gerak sayap ini didukung oleh suatu bentuk persendian yang rumit. Capung memiliki dua pasang sayap, sepasang di bagian depan pasangan lainnya. Sayap-sayap tersebut bergerak secara berlawanan, yakni, ketika dua sayap di depan terangkat, maka kedua sayap belakangnya bergerak turun. Dua kelompok otot yang berlawanan menggerakkan sayap-sayap tersebut. Otot-otot tersebut terikat pada tuas di dalam tubuh. Ketika satu kelompok otot menarik sepasang sayap dengan mengerut, kelompok otot yang lain membuka sepasang sayap lainnya dengan serta merta. Helikopter naik dan turun dengan cara yang serupa. Hal ini memungkinkan capung untuk diam di udara, bergerak mundur atau seketika mengubah arah.

Gambar di atas menunjukkan pergerakan sayap capung ketika terbang. Sayap depan ditandai dengan bintik merah. Pengamatan lebih dekat memperlihatkan bahwa pasangan sayap depan dan belakang dikepakkan dengan irama yang berbeda, yang memberi sang serangga cara terbang yang luar biasa. Gerakan sayap tersebut dimungkinkan oleh otot-otot khusus yang bekerja dengan selaras.

Sistem Di Balik Gaya Dorong

encarsia

Tidak cukup hanya mengepakkan sayap naik turun untuk menjaga kelancaran terbang. Sayap harus mengubah sudut-sudut selama tiap kepakan untuk menghasilkan gaya dorong serta mengangkat tubuhnya. Sayap memiliki kelenturan tertentu untuk berputar tergantung pada jenis serangganya. Otot terbang utama, yang juga menghasilkan tenaga yang diperlukan untuk terbang, mendukung kelenturan ini

Sebagai contoh, untuk terbang lebih tinggi, otot-otot antara sambungan sayap mengerut lebih jauh untuk meningkatkan sudut sayap. Pengamatan yang dilakukan dengan menggunakan teknik film berkecepatan tinggi mengungkapkan bahwa sayap meninggalkan jejak bulat lonjong ketika terbang. Dengan kata lain, lalat tidak hanya menggerakkan sayapnya naik dan turun, namun juga menggerakkannya dalam gerak melingkar seperti mendayung perahu di air. Gerakan ini dimungkinkan oleh otot-otot utama tadi.

Permasalahan terbesar yang dihadapi jenis serangga dengan tubuh kecil adalah ketidakmampuan mencapai keadaan yang diperlukan ini. Udara bergerak seolah menghambat sayap serangga-serangga kecil ini dan sangat mengurangi efisiensi sayap.

Lalat debu memerlukan banyak energi untuk mempertahankan 1000 kepakan per detik. Energi ini diperoleh dari zat makanan kaya karbohidrat yang mereka kumpulkan dari bunga. Karena garis-garis kuning dan hitamnya serta kemiripan mereka dengan lebah, lalat ini berhasil menghindar dari perhatian banyak penyerang.

Karena itulah, beberapa serangga yang ukuran sayapnya tidak lebih dari satu milimeter, harus mengepakkan sayapnya 1000 kali per detik untuk mengatasi ketidakmampuannya itu.

Para peneliti berpendapat bahwa bahkan kecepatan ini saja tidak cukup untuk mengangkat serangga, sehingga mereka menggunakan sistem lainnya juga.

Sebagai contoh, beberapa jenis hewan pengganggu kecil, Encarsia, menggunakan cara yang disebut "tepuk dan buka." Dengan cara ini, sayap-sayap tersebut ditepuk sekaligus di puncak tekanan dan kemudian dibuka lagi. Sudut depan sayap, tempat pembuluh darah keras berada, mula-mula memisah, yang memungkinkan aliran udara menuju wilayah bertekanan udara di tengahnya. Aliran ini menghasilkan pusaran yang membantu mendapatkan gaya angkat sayap yang bertepuk.

Seekor lalat 100 miliar kali lebih kecil dibandingkan dengan pesawat. Namun demikian, ia dilengkapi dengan peralatan rumit yang berfungsi seperti giroskop dan penyejajar cakrawala, yang amat penting bagi penerbangan. Kemampuan gerak manuver dan teknik terbangnya, di lain pihak, jauh di atas kemampuan pesawat.

Ada sistem khusus lain yang diciptakan bagi serangga untuk mempertahankan posisi yang mantap di udara. Beberapa lalat hanya memiliki sepasang sayap dan alat tubuh berbentuk melingkar di punggungnya yang disebut halter (penyeimbang). Halter ini berdenyut seperti sayap pada umumnya selama terbang namun tidak menghasilkan daya angkat apa pun sebagaimana yang dihasilkan oleh sayap. Halter bergerak ketika arah terbang berubah, dan mencegah serangga kehilangan arah. Sistem ini menyerupai penggunaan giroskop yang digunakan untuk memandu arah penerbangan saat ini.

Banyak serangga yang dapat melipat sayapnya. Sayap dapat dengan mudah dilipat dengan bantuan lempeng kitin pendukung pada pangkalnya. Angkatan Udara Amerika telah memproduksi pesawat penyusup E6B dengan sayap yang dapat dilipat setelah terilhami oleh contoh ini. Sementara lebah dan lalat dapat melipat seluruh sayapnya ke badannya, E6B hanya mampu melipat separuh sayapnya ke atas separuh bagian yang lain.

Gambar di atas memperlihatkan kemampuan manuver dari tiga pesawat yang dianggap terbaik dalam kelompoknya. Namun, lalat dan lebah mampu secara tiba-tiba mengubah arah ke segala penjuru tanpa mengurangi kecepatan. Contoh ini dengan jelas menunjukkan betapa lemahnya teknologi pesawat jet dibandingkan dengan lalat dan lebah.

Gambar ini, yang menunjukkan jalan yang dilalui oleh seekor lebah yang ditempatkan di dalam kotak kaca, memperlihatkan bagaimana lebah itu berhasil terbang ke segala arah termasuk naik, turun, dan dalam mendarat serta lepas landas.

sumber :http://hyahya.org/indo/buku/rancangan01.htm

Makhluk-makhluk Bercahaya

Thomas Edison adalah seorang ilmuwan terbesar di dunia. Sekitar seratus dua puluh tahun telah berlalu sejak ia menemukan bola lampu. Dalam masa ini, bola lampu telah menjadi bagian penting kehidupan manusia. Kini, jutaan bola lampu mungil bersama-sama menerangi kota-kota besar di seluruh dunia.

Penerangan menjadi suatu simbul penting bagi peradaban ini. Namun, ada sumber penerangan lain. Kita tentunya pernah menjumpai cahaya kecil yang menerangi kegelapan malam hari. Cahayanya begitu kuat dan terang, namun sumber penerangan ini sangatlah berbeda dengan bola lampu. Bahkan ia sama sekali bukanlah benda, melainkan makhluk hidup. Ia adalah seekor kunang-kunang. Makhluk kecil ini menghasilkan cahaya dalam tubuhnya meski ia tidak memiliki bola lampu. Meskipun tidak menggunakan listrik, ia memiliki teknologi yang jauh lebih hebat. Teknologi ini lebih efektif dari bola lampu yang mampu merubah sepuluh persen saja dari energinya menjadi cahaya, sedangkan sembilan puluh persen sisanya berubah dan hilang menjadi panas.

Sebaliknya, kunang-kunang mampu menghasilkan hampir seratus persen cahaya dari energi yang ada. Ini dikarenakan disain sempurna pada sistem penghasil cahaya yang dimilikinya. Tubuhnya berisi zat kimia khusus bernama lusiferin, dan enzim yang disebut lusiferase. Untuk menghasilkan cahaya, dua zat kimia ini bercampur, dan percampuran ini menghasilkan energi dalam bentuk cahaya. Molekul kompleks ini telah didisain secara khusus untuk memancarkan cahaya. Penempatan setiap atom yang membentuk molekul tersebut telah ditentukan sesuai dengan tujuan ini. Tidak ada keraguan bahwa disain biokimia ini bukanlah sebuah kebetulan. Ia sengaja diciptakan secara khusus. Sebagaimana Allah telah  memberi semua makhluk hidup ciri mereka masing-masing, Dia juga telah mengajarkan kunang-kunang cara membuat cahaya.

Tapi, untuk apakah kunang-kunang membuat cahaya melalui teknologi yang sedemikian maju. Untuk menemukan jawaban atas pertanyaan ini, kita harus mengamati lebih dekat sekawanan kunang-kunang. Sekelompok kunang-kunang dalam jumlah besar, hingga ratusan ribu, di malam hari memunculkan pemandangan yang membuat kita seolah sedang berjalan di bawah bintang-bintang.

Cahaya ini sangatlah penting bagi kunang-kunang sebagai alat komunikasi. Sepanjang sejarah, manusia telah menggunakan berbagai sarana untuk berkomunikasi. Salah satunya adalah sandi morse, yang terdiri atas kombinasi sinyal panjang dan pendek, dan dipakai pada telegram. Kunang-kunang menggunakan sinyal cahaya untuk berkomunikasi, cara yang menyerupai sandi morse.

Kunang-kunang jantan menyalakan dan memadamkan cahayanya untuk mengirim pesan kepada sang betina. Pesan ini berisi kode tertentu. Dan kunang-kunang betina menggunakan kode yang sama untuk mengirim pesan balasan kepada sang jantan. Sebagai hasil dari pesan timbal-balik ini, sang jantan dan betina mendekat satu sama lain.

Sejak saat ia dilahirkan, tiap kunang-kunang mengetahui bagaimana berkirim pesan dengan cara ini, dan bagaimana memahami pesan yang dikirim oleh yang lain. Singkatnya, masing-masing dari ribuan kunang-kunang yang kita lihat bersama di kegelapan malam adalah sebuah keajaiban penciptaan. Pencipta sistem yang luar biasa ini adalah Allah, Pencipta semua makhluk hidup.

Selama beberapa malam di Segitiga Bermuda, pertunjukan cahaya tengah berlangsung. Beberapa saat setelah matahari tenggelam, cahaya yang mempesona muncul di permukaan laut. Cahaya ini berasal dari cacing laut betina yang sedang berada di permukaan. Sang betina mencampurkan dua cairan kimia yang ia hasilkan dalam tubuhnya. Makhluk ini tahu bagaimana menggunakan bahan-bahan kimia untuk memproduksi cahaya dengan cara yang menakjubkan. Hasil akhirnya adalah sebuah pertunjukan cahaya yang mengagumkan. Cacing betina melakukan ini untuk menarik perhatian sang jantan. Makhluk yang sedang mendekat dengan cahaya kecilnya yang terang adalah cacing laut jantan. Sepuluh menit kemudian, permukaan laut telah tertutupi oleh ratusan betina yang memancarkan cahaya terang. Jika bulan keluar dari balik awan dan menerangi permukaan laut, mereka kembali ke kedalaman lautan. Dua puluh menit kemudian pertunjukan ini berakhir.

Jika kita ingin menyaksikan tempat sesungguhnya, di mana binatang menggunakan cahaya untuk berkomunikasi, maka kita harus pergi ke tempat paling gelap di bumi, yaitu dasar lautan. Kapal selam ini didisain khusus untuk dapat menyelam hingga kedalaman enam ratus meter. Sinar matahari tidak dapat menembus kedalaman di bawah dua ratus meter. Di sinilah tempat paling gelap di bumi. Tekanannya dua puluh kali lebih tinggi dibandingkan di permukaan laut. Anda mungkin berpikir bahwa tak ada yang mampu hidup dalam kondisi ini. Namun sebuah pemandangan menakjubkan muncul ketika terlihat suatu sinyal cahaya dari luar kapal selam. Tiba-tiba muncul cahaya dari kegelapan dasar lautan, dengan kata lain terdapat makhluk-makhluk hidup yang menjawab cahaya dengan cahaya, dan berkomunikasi dengan cara memancarkan cahaya dalam kegelapan ini. Dengan melihat makhluk ini dari dekat, anda akan melihat keagungan ciptaan Allah.

Di dasar lautan terdapat makhluk mengagumkan yang memancarkan cahaya merah. Ia adalah seekor ubur-ubur. Pertunjukan cahaya dari spesies lain yang berada di bagian lebih atas menyerupai pertunjukan karya seni. Pertunjukan ini dapat dinikmati sepenuhnya setelah lampu kapal selam dimatikan. Pemandangan yang muncul adalah beragam makhluk mempesona yang bersinar dengan cahaya yang dihasilkannya sendiri. Terdapat sejenis makhluk laut yang berenang-renang sambil memancarkan cahaya tanpa seorang pun tahu apa fungsi cahaya ini.

Di antara makhluk bercahaya di dasar lautan adalah ubur-ubur, yang memiliki tubuh lunak dan lembut. Tak satu pun dari mereka memiliki akal atau kecerdasaan. Tidak juga mereka tahu bagaimana cahaya dalam tubuh mereka terbentuk. Sungguh tidak rasional untuk berpikir bahwa makhluk yang demikian kompleks dengan sistemnya yang rumit muncul secara kebetulan. Tak ada keraguan bahwa makhluk ini sengaja diciptakan dengan disain khusus. Oleh karenanya, pertunjukan cahaya ini, yang datang dari ratusan meter di bawah permukaan laut, sebenarnya mengungkapkan kepada kita akan kekuasaan Allah. Dia menciptakannya secara khusus. Segala sesuatu di darat dan di laut adalah kepunyaan-Nya. Dan Dia memiliki ilmu dan pengetahuan yang tak terbatas. Dalam sebuah ayat dinyatakan:

“Dialah Allah Yang Menciptakan, Yang Mengadakan, Yang Membentuk Rupa, Yang Mempunyai Nama-nama Yang Paling Baik. Bertasbih kepada-Nya apa yang ada di langit dan dibumi dan Dialah yang Maha Perkasa lagi Maha Bijaksana.” (QS. Al-Hasyr, 59:24)

sumber :http://ervakurniawan.wordpress.com/category/kumpulan-artikel-pengetahuan/

Biofisika Pendengaran Pada Manusia

BAB I
PENDAHULUAN

Proses produksi suara pada manusia dapat dibagi menjadi tiga buah proses fisiologis, yaitu : Pembentukan aliran udara dari paru-paru, Perubahan aliran udara dari paru-paru menjadi suara ( baik voiced maupun unvoiced yang dikenal dengan istilah phonation, dan artikulasi yaitu proses modulasi/pengaturan suara menjadi bunyi yang spesifik.

Organ tubuh yang terlibat pada proses produksi suara adalah : paru-paru, tenggorokan (trachea), laring (larynx), faring (pharynx), pita suara (vocal cord), rongga mulut (oral cavity), rongga hidung (nasal cavity), lidah (tongue), dan bibir (lips).

Pada sistem pengenalan suara oleh manusia terdapat tiga organ penting yang saling berhubungan yaitu : telinga yang berperan sebagai transduser dengan menerima sinyal masukan suara dan mengubahnya menjadi sinyal syaraf, jaringan syaraf yang berfungsi mentransmisikan sinyal ke otak, dan otak yang akan mengklasifikasi dan mengidentifikasi informasi yang terkandung dalam sinyal masukan.

BAB II 

( ISI )

( BUNYI DAN PENDENGARAN PADA MANUSIA )

A. PROSES PRODUKSI SUARA MANUSIA

Proses produksi suara pada manusia dapat dibagi menjadi tiga buah proses fisiologis, yaitu : Pembentukan aliran udara dari paru-paru, Perubahan aliran udara dari paru-paru menjadi suara ( baik voiced maupun unvoiced yang dikenal dengan istilah phonation, dan artikulasi yaitu proses modulasi/pengaturan suara menjadi bunyi yang spesifik. Organ tubuh yang terlibat pada proses produksi suara adalah : paru-paru, tenggorokan (trachea), laring (larynx), faring (pharynx), pita suara (vocal cord), rongga mulut (oral cavity), rongga hidung (nasal cavity), lidah (tongue), dan bibir (lips). Organ tubuh ini dapat dikelompokkan menjadi tiga bagian utama, yaitu : vocal tract (berawal di awal bukaan pita suara atau glottis, dan berakhir di bibir), nasal tract (dari velum sampai nostril), dan source generator (terdiri dari paru-paru, tenggorokan, dan larynx). Ukuran vocal tract bervariasi untuk setiap individu, namun untuk laki-laki dewasa rata-rata panjangnya sekitar 17 cm. Luas dari vocal tract juga bervariasi antara 0 (ketika seluruhnya tertutup) hingga sekitar 20 cm2. Ketika velum, organ yang memiliki fungsi sebagai pintu penghubung antara vocal tract dengan nasal tract, terbuka, maka secara akustik nasal tract akan bergandengan dengan vocal tract untuk menghasilkan suara nasal.Aliran udara yang dihasilkan dorongan otot paru-paru bersifat konstan. Ketika pita suara dalam keadaan berkontraksi, aliran udara yang lewat membuatnya bergetar. Aliran udara tersebut dipotong-potong oleh gerakan pita suara menjadi sinyal pulsa yang bersifat quasi-periodik. Sinyal pulsa tersebut kemudian mengalami modulasi frekuensi ketika melewati pharynx, rongga mulut ataupun pada rongga hidung. Sinyal suara yang dihasilkan pada proses ini dinamakan sinyal voiced. Namun, apabila pita suara dalam keadaan relaksasi, maka aliran udara akan berusaha melewati celah sempit pada permulaan vocal tract sehingga alirannya menjadi turbulen, proses ini akan menghasilkan sinyal unvoiced. Ketika sumber suara melalui vocal tract, kandungan frekuensinya mengalami modulasi sehingga terjadi resonansi pada vocal tract yang disebut formants. Apabila sinyal suara yang dihasilkan adalah sinyal voiced, terutama vokal, maka pada selang waktu yang singkat bentuk vocal tract relative konstan (berubah secara lambat) sehingga bentuk vocal tract dapat diperkirakan dari bentuk spektral sinyal voiced.

Aliran udara yang melewati pita suara dapat dibedakan menjadi phonation, bisikan, frication, kompresi, vibrasi ataupun kombinasi diantaranya. Phonated excitation terjadi bila aliran udara dimodulasi oleh pita suara. Whispered excitation dihasilkan oleh aliran udara yang bergerak cepat masuk ke dalam lorong bukaan segitiga kecil antara arytenoids cartilage di belakang pita suara yang hampir tertutup. Frication excitation dihasilkan oleh desakan di vocal tract. Compression excitation dihasilkan akibat pelepasan udara melalui vocal tract yang tertutup dengan tekanan tinggi. Vibration excitation disebabkan oleh udara yang dipaksa memasuki rusang selain pita suara, khususnya lidah. Suara yang dihasilkan oleh Phonated excitation disebut voiced. Suara yang dihasilkan oleh Phonated excitation ditambah frication disebut mixed voiced, sedangkan yang dihasilkan oleh selain itu disebut unvoiced. Karakteristik suara tiap individu bersifat unik karena terdapat perbedaan dalam hal panjang maupun bentuk vocal tract.

B. PENGENALAN SUARA PADA MANUSIA

Pada sistem pengenalan suara oleh manusia terdapat tiga organ penting yang saling berhubungan yaitu : telinga yang berperan sebagai transduser dengan menerima sinyal masukan suara dan mengubahnya menjadi sinyal syaraf, jaringan syaraf yang berfungsi mentransmisikan sinyal ke otak, dan otak yang akan mengklasifikasi dan mengidentifikasi informasi yang terkandung dalam sinyal masukan.

 Karakteristik Telinga

Telinga terbagi menjadi tiga bagian, yaitu bagian luar, tengah, dan dalam. Pinna, sebagai bagian luar telinga berfungsi sebagai corong, untuk mengumpulkan sinyal suara menuju auditory canal sehingga dapat memberikan kesan arah sinyal suara yang diterima.

Auditory canal adalah struktur berbentuk pipa lurus sepanjang 2,7 cm dengan diameter sekitar 0,7 cm yang pada bagian ujungnya terdapat selaput membrane yaitu gendang telinga. Membran ini merupakan pintu masuk telinga bagian tengah, yaitu ruangan berisi udara dengan volume sebesar 2 cm3, yang terdiri dari tiga buah tulang, yaitu malleus (martil), incus (landasan), dan stapes (sanggurdi). Bagian ini terhubung dengan tenggorokan melalui Eustachian tube. Getaran pada gendang telinga ditransmisikan ke malleus melalui incus, dan stapes, yaitu membentuk oval window.

Telinga bagian dalam (labyrinth) memiliki tiga bagian, yaitu vestibule (ruang pintu masuk), semicular canal, dan cochlea. Vestibule terhubung dengan telinga bagian tengah melalui dua jalur, yaitu oval window, dan round window. Keduanya tertutup untuk mencegah keluarnya cairan yang mengisi telinga telinga bagian dalam. Pada cochlea, yang berstruktur seperti rumah siput, terdapat syaraf pendengaran. Syaraf ini memanjang sampai ke basilar membrane. Pada bagian atas basilar membrane terdapat organ of corty yang memiliki empat baris sel rambut (sekitar 3 x 104 sel seluruhnya).

 Proses pendengaran

Proses pendengaran pada telinga manusia dijelaskan sebagai berikut :

1. Sinyal suara memasuki saluran telinga dan variasi tekanan yang dihasilkannya menekan gendang telinga. Karena sisi bagian dalam dari gendang telinga mempunyai tekanan yang nilainya dijaga konstan maka gendang telinga akan bergetar. 

2. Getaran dari gendang telinga disalurkan pada tiga rangkaian tulang yaitu; martil, incus dan stapes. Mekanisme ini dirancang untuk mengkopel variasi suara dari udara luar ke telinga bagian dalam. Karena luas permukaan penampang yang ditekan stapes lebih kecil dari luas penampang gendang telinga maka tekanan suara yang sampai ke telinga bagaian dalam bertambah besar. 

3. Cairan pada cochlea bergetar dengan frekuensi yang sama dengan gelombang yang datang. Basilar membrane kemudian memisahkan sinyal berdasarkan frekuensinya. Basilar membrane berstruktur kuat dan panjang di daerah sekitar oval window namun bersifat lentur pada bagian ujungnya. Frekuensi resonansi yang dihasilkan membrane tersebut berbeda sepanjang dimensi basilar membrane. Dimana resonansi frekuensi tinggi terjadi pada bagian bagian basilar membrane yang berada dekat dengan oval window, sedangkan resonansi frekuensi rendah terjadi pada daerah ujung lainnya. Syaraf yang berada pada mambran kemudian mendeteksi posisi terjadinya resonansi yang juga akan menentukan frekuensi suara yang datang. Ukuran dari basilar membrane rata-rata sekitar 35 mm. Dari ukuran panjang tersebut dapat dihasilkan 10 resolusi frekuensi, sehingga pada setiap 3.5 mm panjang membran terdapat 1 oktaf frekuensi resonansi. 

 Sinyal Suara Ucapan

Sinyal suara ucapan manusia dapat dipandang sebagai sinyal yang berubah lambat terhadap waktu (slowly time varying signal), jika diamati pada selang waktu yang singkat yaitu 5-100 ms. Pada selang waktu tersebut, katakteristik sinyal suara ucapan dapat dianggap stasioner. Untuk selang waktu yang lebih panjang (dengan orde 0.2 detik atau lebih), karakteristik sinyal berubah untuk merefleksikan suara berbeda yang diucapkan.

 Klasifikasi berdasarkan sinyal eksitasi

Berdasarkan sinyal eksitasi yang dihasilkan pada proses produksi suara, sinyal suara ucapan dapat dibagi menjadi tiga bagian yaitu silence, unvoiced, dan voiced:

1. Sinyal silence : sinyal pada saat tidak terjadi proses produksi suara ucapan, dan sinyal yang diterima oleh pendengar dianggap sebagai bising latar belakang.

2. Sinyal unvoiced : terjadi pada saat pita suara tidak bergetar, dimana sinyal eksitasi berupa sinyal random.

3. Sinyal voiced : terjadi jika pita suara bergetar, yaitu pada saat sinyal eksitasi berupa sinyal pulsa kuasi-periodik. Selama terjadinya sinyal voiced ini, pita suara bergetar pada frekuensi fundamental – inilah yang dikenal sebagai pitch dari suara tersebut.

 Analisis Sinyal Ucapan

Informasi yang terdapat di dalam sebuah sinyal ucapan dapat dianalisis dengan berbagi cara. Beberapa peneliti telah membagi beberapa level pendekatan untuk menggambarkan informasi tersebut, yaitu level akustik, fonetik, fonologi, morfologi, sintatik, dan semantik.

1. Level Akustik

Sinyal ucapan merupakan variasi tekanan udara yang dihasilkan oleh sistem artikulasi. Untuk menganalisa aspek-aspek akustik dari sebuah sinyal ucapan, dapat dilakukan dengan transformasi dari bentuk sinyal ucapan menjadi sinyal listrik dengan menggunakan tranduser seperti microphone, telepon, dan sebagainya. Setelah melalui berbagai pengolahan sinyal digital, maka akan di peroleh informasi yang menunjukkan sifat-sifat akustik dari sinyal ucapan tersebut yang meliputi: frekuensi fundamental (F0), intensitas, dan distribusi energi spektral.

2. Level Fonetik

Level ini menggambarkan bagaimana suatu sinyal suara diproduksi oleh organ-organ di dalam tubuh manusia.

3. Level Fonologi

Di dalam level ini, dikenal istilah fonem yang merupakan unit terkecil yang membentuk sebuah kalimat atau ucapan. Deskripsi ini memuat informasi durasi, intensitas, dan pitch dari fonem-fonem yang membangun kalimat tersebut.

4. Level Morfologi 

Susunan beberapa fonem akan menghasilkan kata. Morfologi menggambarkan berbagai bentukan kata yang terdiri atas awalan (prefiks), sisipan (infiks), dan akhiran (sufiks).

5. Level Sintatik 

Aspek sintatik berfungsi untuk mengatur susunan kata agar membentuk kalimat yang benar.

6. Level Semantik 

Sebuah kalimat bisa jadi tidak mengandung makna sama sekali sehingga seringkali harus dibuat aturan dasar dalam menyusun kalimat yang bisa menghasilkan makna tertentu. Tujuan dari aspek semantik ini adalah untuk meneliti makna kata tertentu di dalam kalimat dan kaitannya satu sama lain. Pada penelitian ini untuk level morfologi, sintatik, dan semantik diabaikan karena penelitian ini hanya menekankan pada analisis karakter suara yang berkaitan dengan parameter-parameter fisis seperti frekuensi fundamental(F0), durasi fonem dan intensitas suara.

 Intonasi Sebagai Aspek Akustik Sinyal Ucapan

Intonasi (prosodi) sebagai aspek akustik sinyal suara sangat membantu di dalam mengidentifikasi setiap segmen akustik dengan fonem. Setiap fonem dihasilkan terutama oleh sistem vokal selama artikulasi yang selanjutnya mempengaruhi dinamika spektrum spektral suara (dalam hal ini formant). Pengucapan suatu kata dapat secara substansial bervariasi di dalam intonasinya mempengaruhi idetitas kata. Fonem dapat menjadi panjang atau pendek, keras atau lemah, dan memiliki pola pitch (nada) yang bervariasi.

Fenomena intonasi dapat direpresentasikan ke dalam beberapa level antara lain adalah sebagai berikut :

1. Level Akustik 

Terdiri atas beberapa komponen penting yaitu Frekuensi Fundamental (F0), amplitudo, dan durasi sinyal.

2. Level Perseptual 

Merepresentasikan fenomena intonasi sebagaimana yang didengar oleh pendengarnya. Beberapa komponennya antara lain pitch (nada), keras atau lemahnya suara, dan panjang atau pendeknya suara.

3. Level Bahasa (Linguistik) 

Merepresentasikan fenomena prosodi ke dalam bentuk simbol atau tanda. Beberapa komponennya antara lain bunyi (tone), intonasi, dan aspek tekanan.

Menonjolkan suku kata yang mendapat tekanan terhadap suku kata yang lain yang tidak mendapat tekanan adalah fungsi utama sebuah intonasi (prosodi). Suku kata yang mendapat tekanan menjadi lebih panjang, lebih intens, dan memiliki pola F0 yang menyebabkan mereka lebih menonjol dibanding suku kata lainnya.

C. PARAMETER-PARAMETER YANG DIPERLUKAN DALAM PENGIDENTIFIKASIAN SUARA MANUSIA 

 Pitch

Pitch digunakan sebagai standar tinggi-rendah dari sebuah tone (suara). Sinyal suara umumnya merupakan proses secara fisis yang terdiri dari dua bagian: yaitu sebagai hasil dari sumber suara (pita suara) dan sebagai hasil dari penyaringan (oleh lidah, bibir, dan gigi). menganalisa pitch berarti mencoba untuk menangkap frekuensi dasar sumber bunyi dari keseluruhan proses pengucapan suara. Frekuensi dasar sendiri merupakan frekuensi yang dominan yang dikeluarkan oleh sumber bunyi. Frekuensi dasar merupakan parameter paling kuat untuk mengetahui korelasi bagaimana suatu suara diterima oleh pendengar ditinjau dari segi intonasi dan tekanan suaranya.

 Formant

Frekuensi fundamental dikenal juga dengan F0 yang koheren dalam bentuk transisi formant F1, F2, dan sebagainya. Komponen frekuensi dominan yang mengkarakterisasi fonem-fonem yang berhubungan dengan komponen frekuensi resonansi dari sistem vokal didefinisikan sebagai formant. Suara yang terucapkan, secara khusus adalah vokal, biasanya memiliki 3 buah formant dan seringkali disebut sebagai formant kesatu, kedua, dan ketiga, dimulai dengan komponen frekuensi terendah. Ketiganya selalu dituliskan sebagai F1, F2, dan F3. formant 4 dan formant 5 dbutuhkan untuk mendapatkan nilai parameter formant yang lebih detail karena bila sinyal suara yang kita olah hanya memiliki formant yang kurang dari 3 buah, maka dapat dipastikan analisa terhadap data tersebut akan gagal.

 Durasi Fonem 

Salah satu komponen terpenting di dalam intonasi adalah durasi sinyal. Setiap fonem yang memberikan kontribusi dalam menentukan pola intonasi suatu kalimat. Durasi fonem ini sangat dipengaruhi oleh tekanan dan kecepatan bicara. Durasi sebuah fonem vokal sangat dipengaruhi oleh tekanan, sementara durasi sebuah konsonan umumnya memiliki variasi tekanan yang lebih kecil.

Menurut Douglas O’Shugnessy(1.200) suatu ucapan dalam percakapan melibatkan 150-250 kata permenit, termasuk jeda yang masing-masing rata-rata sepanjang 6-50 ms. Durasi fonem bervariasi karena faktor seperti gaya bicara (membaca atau bercakap-cakap). Durasi suku kata umumnya sekitar 200ms dengan vokal yang mendapat tekanan sekitar 130 ms dan fonem lain sekitar 70ms. Durasi fonem bermacam-macam untuk fonem yang berbeda karakteristiknya. 

 Durasi dan Kekerasan Suara

Bagaimana kekerasan suara dari sebuah suara yang bersifat impulsif menyamai kekerasan suara dari suara yang diberikan secara kontinyu pada tingkatan yang sama?. Beberapa eksperimen telah menetapkan bahwa telinga merata-ratakan energi suara sekitar lebih dari 200ms, maka kekerasan suara yang bersifat impulsif akan bertambah dengan durasi hingga mencapai nilai tersebut. Dengan kata lain, tingkat kekerasan suara akan bertambah 10 dB ketika durasi bertambah dengan faktor 10. Dari sini dapat diketahui bahwa berapa lamanya durasi yang dilakukan membantu dalam adaptasi pendengaran terhadap kekerasan suara, terutama untuk suara yang sifatnya impulsif atau muncul tidak kontinyu.

 Durasi dan Pitch

Lamanya durasi dapat mempengaruhi persepsi pitch. Kebergantungan pitch terhadap durasi mengikuti prinsip ketikpastian akustik! Berdasarkan pengamatan yang dilakukan Rossing dan Houtsma pada tahun 1986, ketika durasi pitch jatuh hingga di bawah 25 ms, pitch dirasakan berubah, walaupun batasan ini berbeda untuk beberapa pengamat.

 Durasi dan Timbre

Durasi dari sinyal suara membedakan panjang pendeknya sinyal suara dengan domain waktu. Dalam timbre musikal, lamanya durasi dapat membagi nada ke dalam dua jenis yaitu : nada kontinyu dan nada transien. Persepsi timbre dalam suatu permainan musik yang melibatkan banyak alat musik dipengaruhi oleh durasinya. Seorang pendengar yang diminta untuk menebak jenis alat musik akan menebak dengan benar untuk alat musik yang dimainkan dengan durasi yang lebih lama dibandingkan dengan alat musik yang dimainkan hanya sesaat (transien).

 Intensitas Suara

Intensitas bunyi menentukan keras lemahnya suara pada bagian tertentu dari suatu kalimat. Telinga kita sangat peka (sensitive) dan dapat mendeteksi intensitas-intensitas suara dalam orde 10-13 W/m2. Ini setara dengan gerakan selaput telinga sebesar 10-12 m. Intensitas suara minimum yang masih dapat didengar dinamakan ambang pendengaran (threshold of hearing). Intensitas suara biasanya dinyatakan dalam desibel di atas ambang pendengaran karena kekerasan suara (loudness) kira-kira adalah sebanding dengan logaritma dari intensitas. Pedoman nol desibel untuk intensitas suara sudah ditentukan standarnya yaitu pada 10-12W/m2 pada 1000 Hz (yaitu ambang pendengaran pada 1000Hz). [6]

 Spektogram

Spektogram suara melukiskan variasi-variasi dalam batas yang pendek yaitu variasi intensitas dan frekuensi dalam bentuk grafik. Variasi tersebut memberikan banyak informasi yang bermanfaat tentang artikulasi suara. Pola spektogram yang dihasilkan untuk setiap ucapan akan memiliki perbedaan. Bahkan ketika dua orang mengucapkan kata yang sama artikulasi mereka sama, namun tidak identik. Sehingga spektogram mereka akan menunjukkan kemiripan juga perbedaan.

 Metode Principal Component Analysis (PCA)

Principal Component Analysis (PCA) merupakan suatu metode reduksi variabel-variabel dalam suatu matrik. Data-data suara yang telah ditentukan nilai-nilai parameternya dibentuk menjadi sebuah matrik. Metode ini digunakan untuk mencari distribusi sinyal suara dan parameter fisis yang paling dominan pada sinyal suara tersebut.

sumber : http://laolhakhaila.blogspot.com/2011/02/biofisika-pendengaran-pada-manusia.html