Project

Jam Al-Jazari dan Robot Humanoid Generasi Awal

Awal 2017 silam, portal berita Guardian memuat tulisan editorial bombastis yang menggemparkan: Robots will destroy our jobs – and we’re not ready for it! [1] Katanya: berbagai macam pekerjaan yang selama ini dimonopoli oleh manusia dilaporkan terancam akan punah, diambil alih oleh robot. Memang diprediksi akan bermunculan pekerjaan-pekerjaan baru akibat perkembangan robotika ini, tapi tetap saja dampaknya diprediksi akan sangat mempengaruhi kehidupan manusia dalam beberapa tahun ke depan. Robotika sebagai disiplin ilmu memang mengalami perkembangan pesat dalam dua dekade terakhir, di mana robot yang semula hanya dipakai di pabrik-pabrik saja kini mulai merambah ke berbagai aplikasi lain di sekeliling kita, seperti medis dan servis. Tak heran kalau robotika termasuk di antara teknologi paling disruptif saat ini [2]. Tapi, tak banyak yang tahu kalau salah satu sosok yang paling bertanggung jawab pada pengembangan awal teknologi ini adalah seorang engineer Muslim yang namanya sayangnya tak banyak kita dengar.

Sketsa Jam Gajah Al-Jazari dalam kitabnya, Kitab fi Ma’rifat al-Hiyal al-handasiyya.

Biografi Singkat dan Karyanya

Ia dikenal sebagai Badiuzzaman Abu al-Izz bin Ismail bin ar-Razaz al-Jazari. Tak banyak yang bisa diketahui dari hidupnya, selain bahwa ia hidup pada sekitar abad ke-12 Masehi, di zaman yang sama saat Salahuddin Al-Ayyubi merebut Jerussalem dari Balian of Ibelin. Di masa tuanya, Al-Jazari yang semasa hidupnya mengabdi pada dinasti Bani Artuq di Diyar Bakr, Turki selatan, diminta oleh tuannya, Nasiruddin Mahmud untuk menulis sebuah kitab berisi teknologi-teknologi yang telah dibuat olehnya [3]. Judulnya Kitab fi Ma’rifat al-Hiyal al-handasiyya yang kemudian diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris sebagai The Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices oleh seorang engineer barat, Donald Hill pada 1974 silam [4].

Dalam kitabnya tersebut, Al-Jazari menjelaskan secara detail penemuan-penemuannya dalam 6 kategori, meliputi teknologi pembuatan jam, alat penyedia minuman, alat bantu wudhu, air mancur, pemompa air, dan lain-lain [5]. Meskipun sangat terpengaruh oleh-oleh karya-karya engineer sebelumnya, terutama Banu Musa bersaudara – engineer Muslim asal Baghdad abad ke-9 – karya Al-Jazari ini menjadi unik karena termasuk kitab paling komprehensif sampai zaman itu di bidang automasi dan mekanika [6]. Di dalamnya termuat puluhan teknologi mekanik berbasis automasi lengkap dengan diagram dan cara pembuatannya, termasuk penggunaan robot humanoid sederhana pada beberapa karyanya. Salah satunya yang akan kita kupas di tulisan ini adalah salah satu karyanya yang paling ambisius: Jam Gajah.

Sketsa humanoid yang digunakan Al-Jazari di Jam Gajah-nya.

Jam Gajah Al-Jazari

Seperti juga banyak engineer-engineer di masanya, seperti Al-Zarqali dan jam airnya yang terkenal di Toledo, Andalusia [7], Al-Jazari termasuk banyak mendesain jam sebagai alat bantu penunjuk waktu. Meskipun telah dimulai sejak era Archimedes, teknologi jam memang mendapat tempat khusus di dunia Islam mengingat pentingnya umat Muslim mengetahui waktu secara akurat untuk ibadah shalat sehari-hari [3]. Tak heran kalau salah satu karya Al-Jazari yang paling fenomenal adalah jam. Uniknya, karyanya ini bukan lah jam biasa yang sekedar menunjukkan waktu saja, tapi jam otomatis yang pertama kali menggunakan robot humanoid sebagai penanda berlalunya waktu [4]. Yang tak kalah menarik, jam ini tersusun atas gajah khas India, burung phoenix khas Mesir, humanoid berpakaian Arab, karpet Persia, dan naga khas China, merefleksikan betapa beragamnya budaya dan etnis di dunia Islami saat itu [8]. Lalu, bagaimana mekanisme kerjanya?

Komponen utama Jam Gajah ini adalah sistem pewaktuan berupa wadah berisi air yang berada di dalam perut gajah. Al-Jazari menggunakan ember berlubang berukuran tertentu yang mengapung di atas permukaan air. Seiring berjalannya waktu, ember akan terisi oleh air yang masuk melalui lubang sehingga ember mulai tenggelam. Pada proses ini lah ember menarik senar yang terhubung ke mekanisme di atas jam yang akan men-trigger burung phoenix untuk berputar, memutar dial yang akan menggeser angka penunjuk jam, menggerakkan humanoid di atas untuk mengangkat tangan, mendorong bola untuk jatuh ke mulut naga dan membuat naga terdorong ke bawah. Sesampainya di bawah, bola pun jatuh akibat gravitasi, membuat sistem katrol menarik kembali naga ke atas. Gerekan naga ini lah yang kemudian menarik senar yang terhubung ke ember sehingga ember kembali terangkat, mengeluarkan seluruh air di dalamnya, dan kembali terapung di atas permukaan air. Di saat yang sama, bola yang jatuh dari mulut naga akan men-trigger sistem di bagian bawah yang akan membuat penunggang gajah menabuh drum tanda akhir dari satu putaran gerakan. Proses ini akan berlangsung terus-menerus setiap setengah jam sekali selama tersedia bola di bagian atas gajah yang diisi ulang dua kali sehari [5], [8], [9]. Selain video animasi di atas, model 3D berdasarkan deskripsi dan dimensi sebagaimana tertuang dalam kitab Al-Jazari telah dirancang dan bisa disaksikan di bagian akhir tulisan, serta telah direkontruksi ulang di Dubai [8].

Relevansi Jam Gajah dan Sistem Automasi Modern

Meskipun masih sederhana, menurut Profesor Salim Al-Hassani dari Teknik Mesin University of Manchester, teknologi yang dibuat Al-Jazari ini termasuk sistem automasi yang telah dilengkapi beberapa komponen automasi modern [9]. Selain digunakannya robot humanoid – yang saat ini mengancam pekerjaan kita itu – salah satu karakteristik penting dari sistem ini adalah digunakannya sistem closed-loop, di mana sistem jam gajah akan terus bekerja dalam loop tanpa campur tangan manusia selama masih ada bola di bagian atas gajah.

Lalu, dari mana power atau energinya? Bukannya menggunakan baterai seperti banyak sistem robotika saat ini, energi untuk mengoperasikan alat ini berasal dari energi potensial gravitasi dari bola yang diletakkan di atas gajah dan dari ember yang diletakkan di permukaan air. Saat ember mulai tenggelam, energi potensial gravitasi yang dimilikinya berubah menjadi energi kinetik yang menggerakkan sistem di atas gajah dan membuat bola menggelinding jatuh. Bola yang jatuh ke mulut naga mentransfer energi potensial gravitasinya menjadi energi potensial pegas pada naga yang nantinya digunakan untuk menarik naga kembali ke atas sambil menarik ember yang tenggelam kembali ke permukaan. Maka dari itu, ketika tidak ada lagi bola di atas gajah, sistem berhenti bekerja. Ketika bola di atas gajah diisi ulang dua kali sehari itu lah sebenarnya jam gajah ini sedang di-charge energinya. Cerdas, bukan?

Ilustrasi Al-Jazari yang memuat mekanisme gerak humanoid-nya.

Recap

Di samping semua itu, apa yang paling menarik dari karya-karya Al-Jazari? Menurut saya, selain karena kreativitas yang tertuang dalam karya-karyanya, yang menarik dari Al-Jazari adalah usahanya untuk mendesain alat berlatarbalakang masalah nyata di sekitarnya yang nantinya mendatangkan manfaat besar bagi orang lain. Jam Gajah yang termotivasi dari kebutuhan untuk mengetahui waktu shalat atau alat bantu wudhu yang terdorong oleh kebutuhan bersuci adalah contoh nyata bagaimana sains dan teknologi bisa digunakan untuk mendatangkan kebermanfaatan yang nyata. Maka, sudah selayaknya sebagian umat Muslim saat ini ikut menapaki jalan yang ditempuh Al-Jazari: menjadi pionir, engineer, dan inventor yang berlomba-lomba mencari solusi masalah bersama untuk kebaikan umat manusia.

Siap? Insyaallah…

Subhaanaka laa ‘ilma lanaa illa maa ‘allamtanaa.

London, 6 Ramadhan 1438 H.

Ditulis oleh seorang mahasiswa yang masih berkutat belajar robotika.

 

Referensi:

[1] https://www.theguardian.com/technology/2017/jan/11/robots-jobs-employees-artificial-intelligence

[2] https://disruptionhub.com/15-disruptive-technology-trends-watch-2017/

[3] “Islam and Science: A History”. Ehsan Masood. Icon Books: 2009.

[4] Di versi manuskrip tertua judul kitabnya al-Jami `bayn al-`ilm wa ‘l-`amal al-nafi` fi sina`at al-hiyal, sebagamana tertulis di: http://muslimheritage.com/article/800-years-later-memory-al-jazari-genius-mechanical-engineer#ftn2

[5] “The Books of Knowledge of Ingenious Mechanical Device”. Al-Jazari, terjemah oleh Donald R. Hill. D. Reidel Publishing Company: 1974.

[6] http://www.muslimheritage.com/article/islamic-automation-al-jazari%E2%80%99s-book-knowledge-ingenious-mechanical-devices#ftn12

[7] http://muslimheritage.com/article/abu-ishaq-ibrahim-ibn-yahya-al-zarqali

[8] “1001 Inventions: Muslim Heritage in Our World”. Salim TS Al-Hassani. Foundation for Science, Technology, and Civilisation, UK: 2006.

[9] http://muslimheritage.com/article/machines-al-jazari-and-taqi-al-din

Model 3D Jam Gajah Al-Jazari:

 

http://www.muslimheritage.com/ImageLibrary/elephanta.wmv

Advertisements
Standard

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s