SEJARAH PENEMUAN HINGGA
PERKEMBANGAN TEKNOLOGI AKUSTIK SECARA GLOBAL HINNGGA PERKEMBANGANNYA
DI INDONESIA
Oleh : M. MISBACHUL MUNUR
A. Sejarah Penemuan hingga Perkembangan
Teknologi Akustik Secara Global
Akustik merupakan teori yang membahas tentang
gelombang suara dan perambatannya dalam suatu medium. Sedangkann akustik
kelautan adalah teori yang membahas tentang gelombang suara dan perambantannya
dalam suatu medium air laut. Akustik kelautan merupakan satu bidang kelautan
yang umendeteksi target di kolom perairan dan dasar perairan dengan
menggunakan suara sebagai mediannya. Studi kelautan dengan menggunakan akustik
sangat m embantu peneliti untuk mengetahui objek yang berada di kolom dan dasar
perairan. Objek ini dapat berupa plankton, ikan, jenis subtrat maupun kandungan
minyak yang berada di bawah dasar perairan.
Sejarah perkembangan akustik kelautan dimulai sekitar
tahun 1490 berasal dari catatan harian Leonardo da vinci yang
menuliskan : “Dengan menempatkan ujung pipa yang panjang didalam laut dan ujung
lainnya di telinga anda, dapat mendengarkan kapal-kapal laut dari kejauhan”.
Ini mengindikasikan bahwa suara dapat berpropagasi di dalam air. Ini yang
disebutkan dengan Sonar pasif ( passive Sonar) karena kita
hanya mendengar suara yang ada. Pada abad ke 19, Jacques and Pierre
Currie menemukan piezoelectricity, sejenis kristal yang dapat
membangkitkan arus listrik jika kristal tersebut ditekan, atau jika sebaliknya
jika kristal tersebut dialiri arus listrik mak kristal akan mengalami tekanan
yang akan menimbulkan perubahan tekanan di permukaan kristal yang
bersentuhan dengan air. Selanjutnya signal suara akan berpropagansi didalam
air. Ini yang selanjutnya disebut dengan Sonar Aktif( Active
Sonar).
Perkembangan akustik yang sangat pesat pada saat
Perang Dunia pertama terutama digunakan untuk pendeteksian kapal-kapal selam
yang ada dibawah laut. Pendeteksian ini menggunakan 12 hydrophone (yang
setara dengan microphone untuk penggunaan didarat) yang diletakan memanjang di
bawah kapal laut untuk mendengarkan sinyal suara yang berasal dari kapal selam.
Setelah Perang Dunia I, perkembangan akustik kelautan cenderung stgnan ini
dikarenakan pada saat itu belum adanya perkembangan lebih lanjut dan penggunakan
akustik kelautan lebih difokuskan untuk keperluan militer. Pada saat Perang
Dunia di mulai penggunakaan akustik kembali berkembang dengan pesat. Penggunaan
torpedo yang menggunakan sinyal akustik untuk mencari kapal musuh adalah
penemuan yang hebat pada jaman itu.
Setelah selesainya Perang Dunia II, akustik tidak
hanya digunakan untuk keperluan militer saja, tetapi akustik banyak digunakan
untuk keperluan non-militer diantaranya mempelajari proses perambatan
suara didalam medium air; penelitian sifat-sifat akustik dari air dan
benda-benda bawah air; pengamatan benda-benda dari echo yang mereka hasilkan;
pendeteksian sumber-sumber suara bawah air; komunikasi dan penetapan posisi
dengan alat akustik bawah air.
Pada dekade tahun tujuh puluhan barulah secara intensif
diterapkan dalam pendeteksian dan pendugaan stok ikan, yakni dengan
dikembangkannya analog echo-integrator dan echo
counter. Perkembangan yang menyolok ini tidak hanya di Inggris tetapi
juga di Norwegia, Amerika, Jepang, Jerman dan sebagainya.
Kemudian setelah diketemukan digital echo
integrator dual beam acoustic system, split beam acoustic system, quasy ideal
beam system dan aneka echo processor canggih lainnya,
barulah ketelitian dan ketepatan pendugaan stock ikan dapat ditingkatkan
sehingga akhir-akhir ini peralatan akustik menjadi peralatan standar dalam
pendugaan stock ikan dan manajemen sumberdaya perikanan.
Pemahaman
fisik proses akustik maju cepat selama dan setelah Revolusi Ilmiah.
Terutama Galileo Galilei (1564-1642), tetapi juga Marin
Mersenne (1588-1648) mandiri, menemukan hukum lengkap bergetar string
(menyelesaikan ilmu Pythagoras dan mulai 2000 tahun sebelumnya). Galileo
menulis gelombang yang dihasilkan oleh getaran dari tubuh yang nyaring, dan
menyebar melalui udara, yang di bawa ke tympanum dari telinga stimulus yang
menafsirkan pikiran sebagai suara. Sebuah pernyataan yang luar biasa yang
menunjuk awal fisiologis dan psikologis akustik. Pengukuran eksperimental dari
kecepatan suara di udara telah dilakukan berhasil antara tahun 1630-1680 oleh
sejumlah peneliti dan yang paling menonjol Mersenne. Sementara itu Newton (1642-1727)
meneliti yang hubungan untuk kecepatan gelombang dalam zat padat landasan
akustik fisik ( Principia, 1687).
Pada abad ke-18 melihat kemajuan besar dalam akustik para matematikawan
menerapkan teknik baru kalkulus untuk menguraikan teori-teori propagasi
gelombang suara. Pada abad ke-19 tokoh utama akustik matematika Helmholtz dari
Jerman, mengkonsolidasi bidang akustik fisiologis, dan Rayleigh dari
Inggris, yang menggabungkan pengetahuan sebelumnya dengan penelitianya sendiri
ke lapangan dalam karya monumental-nya "Teori Sound ". Pada abad
ke-19 juga, Wheatstone, Ohm, dan Henrymengembangkan
analogi antara listrik dan akustik. Abad ke-20 melihat perkembangan aplikasi
teknologi semakin tumbuh pesat. Aplikasi tersebut pertama kali di aplikasikan
melalui pekerjaan Sabine's ground breaking dalam akustik arsitektur, diikuti
Underwater akustik digunakan untuk mendeteksi kapal selam pada Perang Dunia
pertama. Rekaman suara dan telepon memainkan peranan penting dalam transformasi
global masyarakat.
Walaupun pengukuran kecepatan suara telah dilakukan sejak tahun 1927 oleh,
ahli Fisika Swiss dan ahli Matematika Perancis, tetapi secara komersial Akustik
Kelautan mulai dikembangkan oleh Inggris pada Perang Dunia II Pada permulaan
Perang Dunia II tersebut, diketemukanlah ASDlC (Anti Submarine Detection
Investigating Committee), suatu instrumen akustik yang digunakan untuk
mendeteksi kapal selam (submarine) (Urick, 1983). Untuk tujuan-tujuan
damai, khususnya dalam eksplorasi dam eksploitasi sumberdaya hayati laut, baru
dilakukan setelah Perang Dunia III. Secara garis besar sampai dekade (dasawarsa
80-an), kiranya dapat kita catat beberapa kemajuan penting yang telah dicapai
oleh para ahli Akustik Kelautan seperti tertera berikut ini:
1. Dekade 1945 - 1955
Pada periode ini, pengalaman pendeteksian ikan yang diperoleh sebelumya
(khususnya oleh ahli Norwegia yang bernama Sund, 1935) mulai dimanfaatkan untuk
membantu pemenuhan permintaan akan pangan dan protein. Kemudian pada tahun
1950, seorang ahli Norwegia juga (Devold) berhasil mendeteksi dan melokalisir
gerombalan ikan Atlanto scandian herring yang sedang Mencari ikan. Selanjutnya
pada musim dingin 1950- 1951, Devold berhasil juga mendeteksi gerombolan ikan
herring dewasa yang akan melakukan pemijahan. Setelah alat pendeteksian akustik
menjadi alat baku (standard), bukan saja untuk kapal-kapal peneliti perikanan
tetapi juga untuk armada penangkapan, ikan (fishing fleets, terutama
oleh negara-negara Scandinavia dan Uni Soviet.
2. Dekade 1955 - 1965
Pada permulaan periode ini berkat pengembangan daerah penangkapan ikan
misalnya dengan ditemukannya sistem-upwelling di dunia, maka produksi ikan
sangat meningkat. Oleh Perserik.atan Bangsa bangsa PBB dimulailah dibuat
proyek, pengembangan di Somalia, kemudian dengan cepat disusul oleh
negara-negara penangkap ikan yang memiliki penangkapan ikan jarak jauh (long-distance
fleets)seperti Jepang dan Uni Soviet. Ekspansi tersebut pads prinsipnya
adalah berkat peningkatan penggunaan instrumen pendeteksian ikan baik
horizontal (sonar) maupun vertical (echo sounder). Beberapa
negara maju secara berlomba-lomba membuat instrumen kelautan tersebut, yakni
Norwegia, Inggris Perancis, Amerika, Jerman, Jepang dan Uni Soviet.
Kuantifikasi dari pendugaan stok ikan dilakukan dengan melihat echogram,
sehingga hanya bisa menentukan saat-saat yang tepat untuk mengoperasikan alat
penangkapan ikan.
3. Dekade 1965 - 1975
Pada permulaah periode ini, produksi ikan dunia mulai merosot sehingga
penangkapan ikan harus dilakukan dengan hati-hati dengan memperhitungkan
kemelimpahan stoknya. Dengan demikian, maka mulailah dikembangkan metode
akustik untuk stock assessment dalam rangka manajemen stok ikan
yang bersangkutan. Dalam periode ini mulai dikembangkan pulse
counter oleh Inggris untuk menghitung jumlah individu target (ikan).
Selanjutnya oleh Norwegia diketemukan Analog Echo Integrator untuk
menghitung total biomass dari suatu perairan, yang disursvai yang kemudian
dikenal dengan namaSIMRAD QM-Echo Integrator. Ternyata kemudian analog
echo integrator ini relatif mahal untuk diproduksi. secara komersial
dan sangat sulit untuk dikalibrasi yakni untuk mengkonversi nilai integrasi
echo menjadi estimasi biomass. Dengan adanya berbagai kesulitan tersebut,
Amerika (University of Washington di Seattle) mulai meneliti dan
mengembangkan digital echo integrator. Terobosan ini dimungkinkan
karena diketemukan alat pemrosesan sinyal (echo signal processor) yang
baru dan berkat bantuan teknologi komputerisasi, khususnya minicomputer. Selanjutnya
untuk pengukuran in situ target strength, oleh ahli fisika
& matematika Amerika (Ehrenberg) diketemukanlah dual-beam acoustic
systemyang kemudian disusul dengan dikembangkannya towed-underwater
vehicle yang selanjutnya menjadi keunggulan komparatif dari produksi
Amerika.
4. Dekade 1975 - 1985
Walaupun ide split-beam system pertama kali ditemukan di
Amerika, tetapi untuk penerapan teknologinya dikembangkan oleh Norwegia yakni
dengan diproduksinya SIMRAD split-beam acoustic system. Sistem ini
yang merupakan keunggulan teknologi yang dimiliki Norwegia sebenarnya merupakan
pengembangan dari SIMRAD QD-Echo Integrator (digital echo integrator) yang
memiliki kelemahan dalam mendapatkan nilai in situ target strength.
Jadi jelaslah bahwa kalau di Norwegia pengembanganscientific echo sounder dipusatkan
pada split-beam acoustic system, maka di Amerika pengembangan
difokuskan pada dual-beam acoustic system yang secara real
time dapat menghitung nilai target strength (TS), volume
backscattering strength (SV) dan kemudian biomass atau jumlah ikan.
Jepang pun tidak tinggal diam dalam rangka inovasi teknologi canggih di bidang
akustik kelautan ini yakni dengan diketemukannya frequency-diversity
acoustic system dan quasi-ideal-beam acoustic system. Sistem
yang pertama dikembangkan oleh Japan Radio Company (JRC), sedangkan
sistem yang kedua dikembangkan oleh FURUNO dan akhir-akhir ini secara teknologi
Memiliki kedudukan yang sejajar dengan dual-beam acoustic system America
dam split-beam acoustic system' Norwegia.
Pada saat sekarang ilmu akustik dimanfaatkan untuk aplikasi dalam survei
kelautan, budidaya perairan, penelitian tingkah laku ikan, aplikasi dalam studi
penampilan dan selektivitas alat tangkap, bioakustik. Aplikasi dalam
survei kelautan dengan akustik kita dapat menduga spesies ikan yang ada
didaerah tertentu dengan menggunakan pantulan dari suara, semua spesies
mempunyai target strenghyang berbeda-beda.
Secara garis besar,
penggunaan dari Motode akustik ini adalah sebagai berikut :
a. Pada survai sumberdaya hayati laut
1 untuk menduga spesies ikan,
2 untuk menduga ukuran dari ikan,
3 untuk menduga kemelimpahan (stok) ikan, plankton dan sebagainya.
b. Pada budidaya perairan
1 untuk penentuan jumlah atau biomass ikan di dalam Penned fish,
2 untuk pengukuran ukuran dari individu penned fish,
3 untuk memantau kesehatan dan aktivitas ikan dengan telemetering
tags.
c. Pada studi tingkah laku ikan dan organisme laut lainnya :
1 pergerakan ikan (migrasi vertikal dan horizontal),
2 tingkah laku/orientasi (tilt angle),
3 reaksi penghindarandari kapal/alat penangkapan ikan (avoidance
reactions),
4 respon terhadap stimuli.
d. Pada penangkapan ikan
1 penampilan alat penangkapan ikan,
-2 selektivitas alat penangkapan ikan
Lain-lain, misalnya mempeiajari perambatan suara di air laut, sifat-sifat
akustik dari air laut dan target/obyek di air laut, pendeteksian sumber suara
dan komunikasi di air laut.
5. Perkembangan Teknologi Akustik di Indonesia
Teknologi akustik mengalami perkembangan pesat di indonesia salah satunya
adalah penggunaan teknologi dalam bidang:
ü Bidang Komunikasi.
Pada zaman dahulu alat-alat komunikasi masih belum berkembang. Orang dahulu
menggunakan alat yang sederhana sebagai alat komunikasi salah satu contohnya
adalah menggunakan kentongan bambu untuk memanggil masyarakat agar berkumpul
dalam suatu tempat atau dengan menggunakan metode surat menyurat untuk
mengetahui kabar. Pada zaman pengaruh budaya islam bedug digunakan sebagai alat
komunikasi dan petunjuk waktu. Sedangkan orang-orang yunani mengembangkan
telegraf optik dengan menggunakan api obor diatas benteng. Huruf-huruf dikirim
dengan mengkombinasikan beberapa api obor tersebut. Dalam perkembangan
berikutnya, radio ditemukan oleh clark maxwell pada 1816 edwin H. Armstron
(1930) menemukan radio transistor. Radio transistor kemudian berkembang
keseluruh dunia termasuk di Indonesia. Pada 1940-an berdirilah stasiun pemancar
RRI Jakarta dan sejak saat itu, berita dapat disebarluaskan melalui siaran
radio RRI. Selanjutnya ditemukan pula telepon, televisi dan sistem
Komunikasi Satelit Domestik (SKSD). Penemuan teknologi alat
komunikasi menyebabkan perhubungan antar manusia, antar daerah dan antar negara
menjadi cepat dan mudah dilakukan. Dan sekarang hampir disetiap keluarga di
Indonesia dapat menggunakan teknologi akustik tersebut dengan mudah mulai dari
televisi, radio dan telepon.
ü Bidang Navigasi,
Pada bidang navigasi ini salah
satu teknologi yang sangat pesat perkembanganya adalah penggunaan Drone. Drone
satau sering disebut dengan pesawat UAV atau Unmanned Aerial Vehicle merupakan
pesawat tanpa awak yang menjadi salah satu teknologi perkembangan pesat di
dunia terutama di Indonesia. Tidak hanya dimanfaatkan dalam dunia militer,
drone juga dapat digunakan dalam berbagai bidang kehidupan, seperti kesehatan,
pengiriman barang dan bahkan berselfie. Drone dilengkapi dengan keadaan yang
berbeda dari teknologi seni seperti infra-merah kamera (UAV militer), GPS dan
laser (UAV militer). Cara kerja drone yaitu memanfaatkan kendali
jarak jauh atau sistem remote dimana pilote memegang kontrol dari darat. Selain
itu, drone dapat di control menggunakan smartphone karena drone memiliki chip
komputer serupa arduino namun lebih kompleks. Chip ini membuat drone dapat
mengolah gambar dari kamera yang terpasang padanya kemudian mengirimkan
hasilnya ke smartphone yang digunakan sebagai control.
