Ubiquitous Computing

Ubiquitous Computing  – Era Ketiga dari Revolusi Komputer

(Sumber : http://ilmukomputer.com)

  Walau sebagian besar masyarakat umum belum menyadarinya namun pada dasarnya saat ini kita telah berada di era ketiga dari revolusi komputer, yaitu era ubiquitous computing. Era di mana komputer dapat ditemukan di mana saja, di telepon seluler, toaster, mesin cuci, mesin game, bahkan pada kartu pintar (smart card). Bila pada era pertama dari revolusi komputer ditandai dengan komputer mainframe yang berukuran raksasa dan digunakan bersama-sama oleh banyak orang (one computer many people), era kedua ditandai dengan eksistensi dan perkembangan dari personal computer (one computer one person), maka pada era ketiga ini seseorang dalam kehidupannya sehari-hari dapat berinteraksi dengan banyak komputer (one person many computers).

1. Introduksi

 Istilah ubiquitous computing –selanjutnya dalam artikel ini akan disingkat sebagai ubicomp- pertama kali dimunculkan oleh Mark Weiser, seorang peneliti senior pada Xerox Palo Alto Research Center (PARC) pada tahun 1988 pada sebuah forum diskusi di lingkungan internal pusat riset tersebut. Istilah ini kemudian tersebar lebih luas lagi setelah Weiser mempublikasikannya pada artikelnya yang berjudul ”The Computer of the 21st Century” di jurnal Scientific American terbitan September 1991.

Dalam artikelnya tersebut Weiser mendefiniskan istilah ubicomp sebagai:

”Ubiquitous computing is the method of enhancing computer use by making many computers available throughout the physical environment, but making them effectively invisible to the user”

Apabila diterjemahkan secara bebas maka ubicomp dapat diartikan sebagai metode yang bertujuan menyediakan serangkaian komputer bagi lingkungan fisik pemakainya dengan tingkat efektifitas yang tinggi namun dengan tingkat visibilitas serendah mungkin.

 Weiser menjelaskan bahwa terminologi komputer dalam dunia ubicomp tidak terbatas pada sebuah PC, sebuah notebook, ataupun sebuah PDA tetapi berwujud sebagai macam-macam alat yang memiliki sifat demikian natural, sehingga seseorang yang tengah menggunakan ubicomp devices tidak akan merasakan bahwa mereka tengah mengakses sebuah komputer.

 Latar belakang munculnya ide dasar ubicomp berasal dari sejumlah pengamatan dan studi di PARC terhadap PC, bentuk komputer yang paling dikenal luas oleh masyarakat. PC yang mempunyai kegunaan dan manfaat demikian besar ternyata justru seringkali menghabiskan sumberdaya dan waktu bagi penggunanya, karena PC membuat penggunanya harus tetap berkonsentrasi pada unit yang mereka gunakan dalam menyelesaikan suatu pekerjaan, PC justru membuat mereka terisolasi dari aktifitas lainnya. Dengan kata lain dibanding menghemat sumberdaya dan waktu untuk menyelesaikan sebuah permasalahan, PC justru menambah beban untuk tetap menjaga konsentrasi dan fokus pemikiran kita pada sang alat. Segala fokus dan sumberdaya ini akan tersedot secara berlipat ganda oleh PC apabila terjadi permasalahan yang mengarah pada teknologi, semacam serangan virus atau kerusakan teknis.

 Untuk lebih memahami ubicomp kita dapat memandang konsep Virtual Reality (VR) sebagai kebalikan 180⁰ darinya. Konsep dasar VR adalah mencoba membuat suatu dunia di dalam komputer. Pengguna memakai berbagai macam alat semacam VR goggles, body suit, atau VR glove yang dapat menerjemahkan gerakan mereka sehingga dapat digunakan untuk memanipulasi obyek virtual. Meski VR membawa penggunanya untuk menjelajahi alam realitas melalui simulasi, misalnya pada simulasi penjelajahan di luar angkasa, VR tidak dapat dipungkiri tetap sebuah peta dan bukan sebuah area di dunia nyata. VR mengabaikan orang-orang di sekitar user, mengabaikan bangku tempat duduk user, dan berbagai aspek nyata lainnya. Dapat dikatakan bahwa VR berfokus pada usaha mensimulasikan dunia nyata ke dalam komputer dibanding memanipulasi secara langsung object atau state dunia nyata untuk menyelesaikan sebuah permasalahan. Di lain pihak ubicomp justru berusaha memanipulasi object dan state di dunia nyata untuk menyelesaikan permasalahan yang nyata pula.

 Contoh berikut ini akan menjelaskan bagaimana ubicomp dapat diterapkan di kehidupan sehari-hari:

 Suatu ketika tersebutlah seorang engineer di sebuah perusahaan yang bergerak di bidang teknologi. Dia berangkat kerja dengan mobilnya melewati jalan tol modern tanpa penjaga pintu tol. Mobil sang engineer telah dilengkapi dengan sebuah badge pintar berisi microchip yang secara otomatis akan memancarkan identitas mobil tersebut pada serangkaian sensor saat melewati pintu tol seperti tampak pada gambar 1. Pembayaran jalan tol akan didebet langsung dari rekeningnya setiap minggunya sesuai data yang di-update setiap mobilnya melewati pintu tol dan disimpan dalam komputer pengelola jalan tol.

  

  Gambar 1 Sistem Pintu Tol Otomatis

(sumber gambar: HowStuffWorks)

 Saat mobilnya mendekati pintu kantor, sensor pada gerbang pagar kantor mengenali kendaraan tersebut berkat pemancar lain yang terdapat di mobil tersebut dan secara otomatis membuka gerbang.

 Pada kartu pegawai sang engineer terpasang device pemancar yang secara otomatis akan mengaktifkan serangkaian sensor pada saat ia memasuki kantor. Pintu ruang kerjanya akan terbuka secara otomatis, pendingin ruangan akan dinyalakan sesuai dengan suhu yang nyaman baginya dan mesin pembuat kopi pun menyiapkan minuman bagi sang engineer.

 Meja kerja sang engineer dilapisi sebuah pad lembut yang mempunyai berbagai fungsi. Saat ia meletakkan telepon selulernya di pad tersebut, secara otomatis baterai ponsel tersebut akan diisi. Jadwal hari tersebut yang sudah tersimpan dalam ponsel akan ditransfer secara otomatis ke dalam komputer dengan bantuan pad tersebut sebagai alat inputnya. Misalkan di hari tersebut ia telah mengagendakan rapat bersama para stafnya maka komputer secara otomatis akan memberitahukan kepada seluruh peserta rapat bahwa rapat akan segera dimulai.

Contoh di atas tidak memerlukan sebuah penemuan teknologi revolusioner, tidak ada algoritma kecerdasan buatan yang rumit atau alat-alat dengan teknologi seperti pada film-film fiksi ilmiah yang tidak terjangkau oleh kenyataan. Charger pad untuk telepon seluler seperti pada gambar 2 misalnya, saat ini merupakan sebuah alat yang telah diproduksi secara komersial. Apabila charger tersebut diberi suatu fitur yang dapat mentransfer data dari telepon seluler ke komputer maka sempurnalah fungsinya sebagai sebuah contoh ubicomp device. Dengan teknologi mikro dan nano saat ini satu buah kartu pegawai yang kecil dan pipih dengan beberapa microchip dapat berfungsi sebagai pemancar sekaligus media penyimpanan data. Reaksi alat-alat semacam pad, pendingin ruangan, pintu otomatis, dan sebagainya dapat diatur dengan serangkaian perintah IF-THEN yang sederhana. Untuk komunikasi antar alat atau dari pemancar menuju sensor hanya dibutuhkan teknologi wireless biasa yang saat ini pun sudah umum digunakan.

  Gambar 2

Charger pad (sumber gambar: PC Media)

  Ubicomp menjadi inspirasi dari pengembangan komputasi yang bersifat “off the desktop”, di mana interaksi antara manusia dengan komputer bersifat natural dan secara perlahan meninggalkan paradigma keyboard/mouse/display dari generasi PC. Kita memahami bahwa jika seorang manusia bergerak, berbicara atau menulis hal tersebut akan diterima sebagai input dari suatu bentuk komunikasi oleh manusia lainnya. Ubicomp menggunakan konsep yang sama, yaitu menggunakan gerakan, pembicaraan, ataupun tulisan tadi sebagai bentuk input baik secara eksplisit maupun implisit ke komputer. Salah satu efek positif dari ubicomp adalah orang-orang yang tidak mempunyai keterampilan menggunakan komputer dan juga orang-orang dengan kekurangan fisik (cacat) dapat tetap menggunakan komputer untuk segala keperluan.

Dua contoh awal dari pengembangan ubicomp adalah Active Badge dari Laboratorium Riset Olivetti dan Tab dari Pusat Riset Xerox Palo Alto. Active Badge dikembangkan sekitar tahun 1992, berukuran kira-kira sebesar radio panggil (pager), alat ini terpasang di saku pakaian atau sabuk para pegawai dan digunakan untuk memberikan informasi di mana posisi seorang karyawan dalam kantor, sehingga saat seseorang ingin menghubunginya lewat telepon secara otomatis komputer akan mengarahkan panggilan telepon ke ruang di mana orang tersebut berada. Sedangkan Xerox PARC Tab yang juga dikembangkan pada sekitar tahun 1992 adalah sebuah alat genggam (handheld) dengan kemampuan setara dengan sebuah communicator. Patut diingat kedua alat ini diciptakan sekitar 15 tahun lalu dan bahkan sempat diproduksi secara komersial jauh sebelum era telepon seluler 3G yang tengah kita alami saat ini.     

Gambar 3 Olivetti Active Badge dan Xerox PARC Tab

(sumber gambar : Olivetti dan Xerox)

2. Aspek-aspek yang Mendukung Pengembangan Ubiquitous Computing

Sebagai sebuah teknologi terapan ataupun sebagai sebuah cabang dari ilmu komputer (Computer Science) pengembangan ubicomp tidak dapat dilepaskan dari aspek-aspek ilmu komputer yang lain. Aspek-aspek penting yang mendukung riset pengembangan ubicomp adalah: 

Ø         Natural Interfaces

Sebelum adanya konsep ubicomp sendiri, selama bertahun-tahun kita telah menjadi saksi dari berbagai riset tentang natural interfaces, yaitu penggunaan aspek-aspek alami sebagai cara untuk memanipulasi data, contohnya teknologi semacam voice recognizer ataupun pen computing. Saat ini implementasi dari berbagai riset tentang input alamiah beserta alat-alatnya tersebut yang menjadi aspek terpenting dari pengembangan ubicomp.

Kesulitan utama dalam pengembangan natural interfaces adalah tingginya tingkat kesalahan (error prone). Dalam natural interfaces, input mempunyai area bentuk yang lebih luas, sebagai contoh pengucapan vokal “O” oleh seseorang bisa sangat berbeda dengan orang lain meski dengan maksud pengucapan yang sama yaitu huruf “O”. Penulisan huruf “A” dengan pen computing bisa menghasilkan ribuan kemungkinan gaya penulisan yang dapat menyebabkan komputer tidak dapat mengenali input tersebut sebagai huruf “A”.

Berbagai riset dan teknologi baru dalam Kecerdasan Buatan sangat membantu dalam menemukan terobosan guna menekan tingkat kesalahan (error) di atas. Algoritma Genetik, Jaringan Saraf Tiruan, dan Fuzzy Logic menjadi loncatan teknologi yang membuat natural interfaces semakin “pintar” dalam mengenali bentuk-bentuk input alamiah.

Ø         Context Aware Computing

Context aware computing adalah salah satu cabang dari ilmu komputer yang memandang suatu proses komputasi tidak hanya menitikberatkan perhatian pada satu buah obyek yang menjadi fokus utama dari proses tersebut tetapi juga pada aspek di sekitar obyek tersebut. Sebagai contoh apabila komputasi konvensional dirancang untuk mengidentifikasi siapa orang yang sedang berdiri di suatu titik koordinat tertentu maka komputer akan memandang orang tersebut sebagai sebuah obyek tunggal dengan berbagai atributnya, misalnya nomor pegawai, tinggi badan, berat badan, warna mata, dan sebagainya.

Di lain pihak Context Aware Computing tidak hanya mengarahkan fokusnya pada obyek manusia tersebut, tetapi juga pada apa yang sedang ia lakukan, di mana dia berada, jam berapa dia tiba di posisi tersebut, dan apa yang menjadi sebab dia berada di tempat tersebut.

Dalam contoh sederhana di atas tampak bahwa dalam menjalankan instruksi tersebut, komputasi konvensional hanya berfokus pada aspek “who”, di sisi lain Context Aware Computing tidak hanya berfokus pada “who” tetapi juga “when”, “what”, “where”, dan “why”.

Context Aware Computing memberikan kontribusi signifikan bagi ubicomp karena dengan semakin tingginya kemampuan suatu device merepresentasikan context tersebut maka semakin banyak input yang dapat diproses berimplikasi pada semakin banyak data dapat diolah menjadi informasi yang dapat diberikan oleh device tersebut.

Ø         Micro-nano technology

Perkembangan teknologi mikro dan nano, yang menyebabkan ukuran microchip semakin mengecil, saat ini menjadi sebuah faktor penggerak utama bagi pengembangan ubicomp device. Semakin kecil sebuah device akan menyebabkan semakin kecil pula fokus pemakai pada alat tersebut, sesuai dengan konsep off the desktop dari ubicomp.

Teknologi yang memanfaatkan berbagai microchip dalam ukuran luar biasa kecil semacam T-Engine ataupun Radio Frequency Identification (RFID) diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari dalam bentuk smart card atau tag. Contohnya seseorang yang mempunyai karcis bis berlangganan dalam bentuk kartu cukup melewatkan kartunya tersebut di atas sensor saat masuk dan keluar dari bis setelah itu saldonya akan langsung didebet sesuai jarak yang dia tempuh. 

Gambar 4 Microchip dari Toshiba dengan ukuran super mini

(sumber: IEEE Pervasive Computing)

  Di negara-negara dengan teknologi maju seperti Jepang, saat ini teknologi mikro dan nano telah diaplikasikan pada kehidupan sehari-hari lewat berbagai sensor dan alat-alat pemroses data dalam ukuran yang tidak terlihat oleh manusia di tempat-tempat umum seperti tampak pada gambar 5 berikut:

   Gambar 5

Sensor yang terpasang di tempat umum sangat membantu bagi orang-orang cacat ataupun para turis. (sumber gambar: IEEE Pervasive Computing)

3. Isu-isu Seputar Ubicomp

Ø         Security

Ubicomp membawa efek meningkatnya resiko terhadap security. Penggunaan gelombang, infra merah, ataupun bentuk media komunikasi tanpa kabel lain antara alat input dengan alat pemroses data membuka peluang bagi pihak lain guna menyadap data. Sebagai implikasinya sang penyadap dapat memanfaatkan data tersebut untuk kepentingan mereka. Saat ini berbagai riset tentang pengiriman data yang aman, termasuk penelitian terhadap protokol-protokol baru, menjadi salah satu fokus utama dari riset tentang ubicomp.

Ø         Privasi

Penggunaan devices pada manusia menyebabkan ruang pada privasi semakin mengecil. Dengan alasan efisiensi waktu pegawai seorang pimpinan dapat meminta semua karyawannya memakai tag yang dapat memonitor keberadaan karyawan tersebut di kantor. Hal ini menyebabkan sang karyawan tidak lagi mendapatkan privasi yang menjadi haknya karena keberadaannya dapat dipantau setiap saat oleh sang pimpinan beserta data yang menyertainya, misalnya sang pimpinan menjadi dapat mengetahui berapa kali sang karyawan pergi ke toilet hari itu.

Di dalam beberapa film fiksi ilmiah kita sering melihat bagaimana pemerintah suatu negara yang paranoid berusaha memberikan tag pada setiap warganya demi mendapatkan data dengan dalih keamanan nasional. Apabila tidak mempertimbangkan hak-hak privasi dan etika, dengan teknologi saat ini pun hal tersebut sudah dapat diaplikasikan.

Ø         Wireless Speed

Dengan berbagai macam ubicomp devices tuntutan akan kecepatan teknologi komunikasi nirkabel menjadi sesuatu yang mutlak. Teknologi saat ini menjamin kecepatan ini untuk satu orang atau beberapa orang dalam sebuah grup. Tetapi ubicomp tidak hanya berbicara tentang satu device untuk satu orang, ubicomp membuat seseorang dapat membawa beberapa devices dan ubicomp juga harus dapat dimanfaatkan di area yang luas semacam stasiun, teknologi yang ada saat ini belum mampu menjamin kecepatan untuk situasi semacam itu karena itu ubicomp dapat menjadi tidak efektif apabila tidak didukung perkembangan teknologi nirkabel yang dapat menyediakan kecepatan yang dibutuhkan.

Referensi:

1.        www.ubiq.com

Situs yang didirikan dan diasuh oleh Mark Weiser ini memuat kisah awal sejarah pengembangan ubiquitous computing sekaligus profil Mark Weiser sang pencetus ubicomp.

2.        Charting Past, Present, and Future Research in Ubiquitous Computing

Paper yang ditulis oleh Gregory D. Abowd dan Elizabeth D. Mynatt, dua orang pakar Interaksi Manusia dan Komputer dari Georgia Institute of Technology dan dipublikasikan pada ACM Transaction on Human Computer Interaction Volume 7 Tahun 2000 ini mendeskripsikan dengan jelas dan detail sejarah riset dan kondisi eksisting dari riset tentang ubicomp. 

3.        IEEE Pervasive Computing

Majalah dua bulanan ini merupakan sumber berita tentang teknologi terbaru dari mobile dan ubiquitous system.