Secara individu, burung jalak Eropa biasa-biasa saja. Burung ini pendek dan tebal dengan bulu gelap dan paruh lancip. Anda pernah melihatnya. Mereka praktis ada dimana-mana. Terdapat lebih dari 200 juta diantaranya di Amerika Utara saja. Mereka menyanyikan lagu-lagu kecil mereka dan mengganggu tukang kebun di halaman belakang dan petani penuh waktu.
Namun secara kolektif, mereka bertransformasi.
Dalam penerbangan, dalam kawanan yang jumlahnya bisa mencapai ratusan ribu, mereka menjadi sesuatu yang sama sekali berbeda. Gumaman adalah keajaiban yang mencuri napas. Ini adalah keseluruhan yang hidup dan berdenyut, menukik. Tampaknya menentang hukum alam saat mendefinisikannya.
Menyaksikannya berarti merasakan secara langsung kekuatan dan misteri alam.
“Saya pikir perasaan inti adalah rasa kagum,” kata Mario Pesendorfer, peneliti pascadoktoral di Institut Ekologi Hutan di Universitas Sumber Daya Alam dan Ilmu Hayati di Wina. “Skala spasial dari sesuatu yang bergerak sangat cepat – yang sama sekali tidak dapat kita lakukan – dan pola visual yang terjadi ketika banyak individu melakukan hal yang sama… benar-benar membuat kami terpesona.”
Bagi ilmuwan seperti Pesendorfer, gumaman lebih dari sekadar inspirasi. Mereka memicu rasa ingin tahu. Dan hal ini mendorong para ilmuwan untuk mencari tahu bagaimana kawanan hewan – seperti burung, lebah, dan ikan – dapat memperbaiki kehidupan kita.
Rahasia Dibalik Murmurasi
Pada tahun 1930-an, ahli burung terkenal Edmund Selous menyatakan bahwa burung yang bergerak sambil bergumam menggunakan semacam telepati untuk menyampaikan niat terbang mereka. “Mereka harus berpikir secara kolektif, semuanya pada saat yang sama… kilasan dari begitu banyak otak,” tulisnya dalam bukunya, Thought-Transference (or What?) in Birds.
Seiring berlalunya waktu, kami menyadari bahwa itu tidak cukup. Pada tahun 1950-an, para ilmuwan yang mempelajari serangga, ikan, dan perilaku kolektif hewan lainnya berpendapat bahwa pergerakan kelompok merupakan respons yang sangat cepat terhadap hewan lain dalam kawanan. Atau sekolah. Atau kawanannya. Ini bukanlah kemampuan membaca pikiran bawaan. Juga bukan perintah dari pemimpin kelompok.
Ini adalah “penularan cepat respons perilaku lokal ke tetangga,” seperti yang ditulis oleh penulis makalah tahun 2015 yang diterbitkan dalam jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.
“Ada dua cara untuk menimbulkan perilaku kelompok besar,” kata Pesendorfer. “Anda dapat memiliki kontrol top-down, di mana Anda memiliki semacam kepemimpinan, atau semacam mekanisme top-down. Bayangkan sebuah pertunjukan rock. Anda memiliki bintang rock di depan dan dia mulai bertepuk tangan, dan seluruh stadion mulai bertepuk tangan.”
“Tetapi gumaman-gerutuan ini sebenarnya diatur sendiri,” katanya. “Artinya, aturan-aturan perilaku kecil yang dimiliki individu itulah yang membuatnya berkembang hingga ke kelompok besar. Untuk memahami perilaku ini, kita harus beralih dari skala lokal – apa yang dilakukan individu, aturan apa yang diikuti oleh individu tersebut? – ke skala global; apa hasilnya?”
Pada tahun 2013, seorang insinyur mekanik dan luar angkasa serta timnya dari Princeton berkolaborasi dengan fisikawan di Italia untuk mempelajari murmurasi. “Dalam kawanan yang terdiri dari 1.200 burung, jelas bahwa tidak semua burung mampu melacak 1.199 burung lainnya,” kata Naomi Leonard, insinyur Princeton, saat itu. “Jadi pertanyaan penting adalah ‘Siapa yang melacak siapa?'”
Fisikawan Italia menggunakan lebih dari 400 foto dari beberapa video untuk mengetahuinya. Mereka merencanakan posisi dan kecepatan burung saat mereka berkumpul. Dari situ, mereka membangun model matematika yang mengidentifikasi jumlah optimal kawanan burung untuk dilacak.
Ternyata angka ajaibnya adalah tujuh: Setiap burung mengawasi tujuh tetangga terdekatnya dan mengabaikan yang lainnya. Mengingat semua kelompok kecil beranggotakan tujuh orang ini bersentuhan dengan individu dan kelompok beranggotakan tujuh orang lainnya, lika-liku dengan cepat menyebar. Dan dari sana, seluruh gumaman terdengar. Temuan para ilmuwan ini dipublikasikan di jurnal PLOS Computational Biology pada Januari 2013.
Tiga Hal yang Terkendali
Meskipun terlihat terkoordinasi dalam skala besar, masing-masing burung hanya memperhatikan tiga aspek penerbangan mereka dan penerbangan orang-orang di sekitar mereka. Faktor-faktor ini telah dijelaskan dalam beberapa cara, namun semuanya sangat mirip. Mereka adalah, dari Pesendorfer:
-
Zona atraksi : “Artinya, di area ini, kamu akan bergerak ke arah orang berikutnya.”
-
Zona tolakan : “Artinya, kalian jangan terbang ke jalurnya, kalau tidak kalian berdua akan terjatuh.”
-
Penjajaran sudut : “Jadi, Anda harus mengikuti arahannya [tetangga burung].”
“Bergantung pada bagaimana Anda mengubah ketiga parameter tersebut,” kata Pesendorfer, “Anda bisa mendapatkan segalanya mulai dari bola-bola berbentuk tong yang Anda dapatkan di ikan laut, hingga kawanan serangga yang tampak lepas, hingga kawanan dan gumaman ikan yang sangat terorganisir. Semuanya dalam tiga parameter kecil tersebut.”
Para ilmuwan percaya bahwa burung-burung ini berkumpul untuk membingungkan dan mencegah predator. Mereka melakukan hal ini melalui jumlah mereka yang banyak, suara yang dihasilkan oleh kawanan tersebut, dan pergerakannya. Beberapa komunikasi antar burung mungkin juga terjadi dalam gumaman. Katakanlah, tunjukkan sumber makanan yang baik. Sementara beberapa peneliti percaya bahwa menjaga kehangatan mungkin menjadi alasan lain munculnya gumaman tersebut.
Apa yang mungkin paling menakjubkan bagi manusia biasa adalah bahwa burung-burung ini bereaksi begitu cepat. Dan lakukan dalam sinkronisasi tersebut. Jika tidak segera, dalam beberapa kepakan sayap burung. Mereka bergerak hampir menjadi satu, seperti langkah terkunci. Atau, seolah-olah, penutup kunci.
Bagaimana?
“Burung memiliki resolusi temporal yang jauh lebih tinggi dibandingkan kita,” kata Pesendorfer. Artinya, burung menyerap informasi tertentu di sekitar mereka dan memprosesnya jauh lebih cepat dibandingkan manusia. “Mereka melihat lebih cepat dibandingkan kita.”
Beyond the Sky: Bagaimana Kawanan Burung Jalak Membentuk Kembali Teknologi
Model tahun 1986 yang dikenal sebagai “Boids” mengubah cara kita melihat pergerakan. Craig Reynolds, seorang ilmuwan komputer lulusan MIT, menciptakan sebuah program yang meniru kawanan burung dan kawanan ikan. Itu bukan hanya kode. Itu adalah cetak biru kehidupan.
Kode itu langsung masuk ke Hollywood. Anda melihatnya di Batman Returns (1992). Tim Burton menggunakan algoritma Reynolds untuk kawanan kelelawar. Animasinya tampak nyata karena mengikuti aturan sederhana. Setiap “burung” bereaksi terhadap tetangganya. Tidak ada komando pusat. Hanya reaksi.
Tapi langit punya banyak hal untuk diajarkan pada kita. Khususnya, gumaman.
George Young, penulis utama penelitian dari kelompok Leonard di Princeton, melihat potensi ini pada tahun 2013. Dia mengatakan kepada universitas tersebut bahwa biologi memegang kunci untuk robotika yang lebih baik. Kita perlu memahami ukuran kinerja kelompok hewan apa yang berhasil. Kemudian kami menerapkan langkah-langkah tersebut pada perilaku robot yang responsif.
Hasilnya sudah terlihat di langit di atas kita.
Observatorium Las Cumbres mengoperasikan 22 teleskop robotik. Mereka berada di tujuh lokasi secara global. Mereka berkoordinasi seperti satu organisme. Sistem ini disebut astronomi domain waktu. Artinya, kita memperhatikan perubahan ruang angkasa. Tidak dalam gambar diam. Sedang bergerak.
“Ketika kita bisa melihat gambaran besarnya, kita bisa belajar lebih banyak, mempelajarinya lebih cepat, dan secara dramatis meningkatkan pemahaman kita tentang kekuatan yang mendorong alam semesta.”
Ini mencerminkan burung jalak. Kawanan itu melihat pemangsa. Kawanan itu menghindar. Jaringan bertahan.
Dari Central Park ke Kode
Ironisnya adalah sejarah. Seluruh populasi burung jalak Amerika Utara berasal dari sekitar 100 burung yang dilepasliarkan di Central Park pada awal tahun 1890-an. Penggemar Shakespeare melakukannya. Mereka ingin Amerika memiliki setiap burung yang disebutkan oleh Bard.
Henry IV, Bagian I menginspirasi invasi. Karakter tersebut mengatakan bahwa dia akan mengajari burung jalak untuk berbicara hanya “Mortimer”. Untuk menahan amarahnya.
Saat ini, kemarahan itu tidak bergerak. Burung itu hidup. Dan perilakunya diberi kode.
Institut Wyss di Harvard menunjuk pada robotika yang berkerumun. Bidang ini menggunakan data burung jalak. Aplikasinya berantakan tapi penting. Pencarian dan penyelamatan. Konstruksi. Remediasi lingkungan. Aplikasi medis. Bayangkan drone kecil memasuki tubuh. Mereka mengerumuni tumor. Mereka bertindak sebagai satu kesatuan.
Penggunaan militer sudah jelas. Micro-drone dilepaskan dari pesawat tempur. Kawanan dapat membanjiri pertahanan atau memetakan medan lebih cepat daripada satu wahana.
Lalu ada jalan. Mobil self-driving bekerja bersama. Bukan sekadar menghindari satu sama lain. Saling mengantisipasi. Mengurangi kemacetan lalu lintas dengan bertindak seperti fluida. Gumaman logam dan kaca.
Pesendorfer mencatat pemutusan hubungan. Manusia memiliki proses pengambilan keputusan yang rumit. Kami terlalu banyak berpikir. Burung Jalak tidak. Mereka meningkatkan aturan sederhana menjadi perilaku yang kompleks.
“Model-model ini membantu kita memahami pola-pola seperti ini,” kata Pesendorfer.
Kita tidak terbiasa melihat proses pengambilan keputusan sederhana yang berskala besar. Kami berasumsi kompleksitas membutuhkan otak yang kompleks. Kami salah.
Kepraktisan Berkelompok
Jika Anda ingin meniru efisiensi ini, Anda perlu tahu di mana mencarinya. Dan kapan.
Apa sebenarnya murmurasi itu?
Ini adalah perilaku kawanan burung jalak yang terkoordinasi. Kita berbicara tentang kelompok yang terdiri dari ratusan orang. Atau ribuan. Atau jutaan. Gerakannya tampak seperti satu bentuk yang bergeser. Itu cair. Ini kacau di mata tetapi diurutkan berdasarkan data.
Kapan saya bisa melihat kicauan burung jalak?
Waktu adalah segalanya. Musimnya adalah musim dingin. Khususnya antara bulan Oktober dan Maret. Puncaknya terjadi pada bulan Desember dan Januari. Burung-burung berkumpul agar tetap hangat. Mereka juga berkumpul untuk membingungkan predator. Namun bagi para teknolog, ini adalah tambang emas data.
Apa tujuan murmurasi?
Keamanan. Itu adalah pendorong utama. Predator menyerang dengan keras. Seekor burung mudah ditangkap. Awan yang berputar-putar tidak. Jumlahnya yang banyak membingungkan vektor serangan. Ini adalah strategi defensif. Tapi ini juga termoregulasi. Berkerumun menghasilkan panas.
Kami mengawasi mereka untuk belajar bagaimana membangun sistem yang lebih baik. Bukan hanya teleskop. Bukan hanya mobil. Tapi sistem yang beradaptasi. Reaksi itu. Itu bertahan tanpa seorang komandan.
Burung jalak tidak peduli dengan algoritma Anda. Ia hanya peduli pada burung di sebelahnya. Dan dalam kesederhanaan itu, kita menemukan masa depan kita.
