Ubiquitous Computing

Read (
Words) 1 Comment Edit

A.    Sejarah
Revolusi teknologi komputer terus berkembang dengan pesatnya sesuai dengan perkembangan peradaban manusia untuk memenuhi kebutuhannya. Masih banyak masyarakat awam pada umumnya belum menyadari bahwa kita sudah berada didalam era ketiga revolusi komputer, yaitu ubiquitous computing. Dimana era pertama pada tahun 1970-an merupakan era mainframe, yaitu komputer berukuran raksasa dan digunakan bersama-sama oleh banyak orang (one computer-many people). Memasuki era kedua setelah tahun 1970-an yaitu ditandai dengan tren penggunaan personal computer atau PC (one computer-one person). Selanjutnya pada era ketiga ini seseorang dapat berinteraksi dengan banyak komputer (one person-many computer). Disaat itulah mulai terjadi revolusi penggunaan komputer.
Pada tahun 1988, Mark Weiser, seorang peneliti senior dari Xerox Palo Alto Research Center (PARC) yang merupakan “the father of ubiquitous computing”. Mark Weiser pada saat itu membayangkan komputer dipasangkan di dinding, di permukaan meja, di setiap benda sehingga seseorang dapat berkomunikasi dengan ratusan komputer pada saat yang sama. Setiap komputer secara tersembunyi diletakkan di lingkungan dan dihubungkan secara nirkabel. Menurutnya, teknologi ubiquitos ini merupakan ide teknologi teratas yang membuat komputer tertanam, begitu pas dan alami sehingga kita tidak merasakan bahwa kita sedang berada dihadapan komputer.

B.     Tujuan
Tujuan dari Ubiquitos atau pervasive computing  adalah  membawa  komputasi dalam  dunia  nyata dan memungkinkan manusia  berinteraksi dengannya dengan cara yang lebih alami  seperti  berbicara, bergerak,  menunjuk dan  menyentuh. 
Dengan  kata lain, pervasive  komputing membuat komputasi menjadi  bagian  dari  kehidupan sehari-hari.  Pervasive  computing dapat meningkatkan penggunaan komputer dengan  membuatnya tersedia  (available) melalui lingkungan  fisik namun  membuatnya tidak terlihat oleh user. 
Selain itu, pervasive computing  memungkinkan teknologi  menjadi  transparan.  Transparansi dapat terjadi  disebabkan karena lingkungan  dari  pervasive  computing  merupakan kumpulan dari  benda-benda yang mudah  dipakai,  mudah  diselipkan dan mudah  di bawa ke mana-mana, juga terkoneksi  secara wireless (tanpa kabel).


C.    Pengertian
Ubiquitous Computing secara terminologi berarti “komputasi dimana-mana”, yang berarti kita dapat melakukan komputasi dimana saja dan kapan saja, tanpa perlu berada di depan perangkat komputer (off the desktop). Tanpa kita sadari saat ini kita sudah berada di era Ubiquitous Computing, dimana tanpa kita sadari begitu banyak perangkat komputasi disekitar kita, mulai dari handphone, smartcard, finger key, dan lain-lain. Selain perangkat komputasi, kita juga berada dikelilingi oleh perangkat sensor, seperti jika berbelanja di mall kita akan dideteksi oleh gerbang masuk, kartu kredit kita memiliki sensor, bahkan buku yang kita pinjam diperpustakaan memiliki tag untuk di baca oleh sensor. Kemudian tanpa kita sadari juga disekitar kita dapat terjadi transaksi data tanpa menggunakan kabel, seperti transaksi data dengan bluetooth, infrared, wifi, wimax dan lain-lain. Hal-hal diatas merupakan bagian dari ubiquitous computing, dimana tersedia berbagai bentuk perangkat komputasi disekitar kita, terdapat sensor dimana-mana dan semua perangkat dapat dihubungkan secara wireless. Jika dulu banyak orang menggunakan satu komputer, kemudian saat ini setiap orang dapat menggunakan satu komputer, maka di era ubiquitous computing setiap orang menggunakan banyak komputer.
Konsep Ubiquitous Computing yang kita singkat menjadi Ubicomp, pertama kali dikemukakan oleh Mark Weiser, seorang peneliti senior pada Xerox Palo Alto Research Center (PARC) pada tahun 1988 yang menyatakan “Ubiquitous computing is Ubiquitous Computing the method of enhancing computer use by making many computers available throughout the physical environment, but making them effectively invisible to the user” atau “ Ubiquitous Computing adalah peningkatan metode penggunaan computer dengan membuat perangkat komputasi tersedia dilingkungan fisik sekitar kita, dan perangkat tersebut seperti atau seolah-olah tidak nampak bagi penggunanya”. Sedangkan menurut Marcia Riley dari Georgia Institute of Technology, Atlanta “Ubiquitous computing, or calm technology, is a paradigm shift where technology becomes virtually invisible in our lives” yang artinya “Ubiquitous Computing atau “Calm Technology” adalah model perubahan dimana teknologi menjadi hampir tidak nampak dalam pandangan mata dikehidupan kita”.
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.






Gambar 2 Charger pad
(sumber gambar: PC Media)


D.     Karakteristik
Ada banyak jenis layanan yang dapat ditawarkan dalam lingkungan AmI, antara lain layanan-layanan airport, perkantoran, perbankan, transportasi, supermarket, pendidikan, rumah tangga, dan lain-lain yang tercakup dalam suatu area perkotaan. Karakteristik dari lingkungan pelayanan ini adalah sebagai berikut:
1.       Personal Device
Pemakai dilengkapi dengan peralatan pribadi yang mudah dibawa (portable) seperti: PDA, smart phone, komputer kecil yang mudah dibawa, atau sejumlah peralatan nirkabel yang saling terhubung membentuk suatu Body Area Network. Peralatan-peralatan tersebut secara dinamis dapat menyesuaikan jenis protokol radio yang berbeda.

2.    Network Architecture
Para pemakai bergerak dalam suatu jaringan komunikasi nirkabel heterogen yang membentuk suatu jaringan berkabel yang lebih luas. Peralatan pemakai saling terhubung menggunakan jaringan nirkabel berbasis infrastruktur. Peralatan-peralatan tersebut juga dapat berhubungan dengan peralatan, sensor, dan layanan yang ada di lingkungan.

3.    Service Provisioning
Layanan bagi pemakai disediakan di berbagai tempat berbeda dalam lingkungan AmI di mana pemakai dapat menggunakan layanan yang tersedia dengan sumber-sumber daya yang terhubung tanpa kabel. Layanan-layanan ini diberikan oleh suatu sistem layanan gabungan dengan application server yang dapat diakses melalui infrastruktur jaringan.

4.    Sensing Architecture
Untuk mendukung pemberian layanan-layanan tersebut, lingkungan AmI dilengkapi berbagai jenis sensor. Sensor ini membuat interaksi antara pemakai dengan jenis layanan yang dibutuhkan menjadi lebih efisien. Sensor ini akan menangkap informasi dari lingkungan secara terus-menerus dan memantau aktivitas yang dilakukan para pemakai. Sensor ini kemudian membawa informasi tersebut ke sebuah modul AmI yang akan memprosesnya dalam suatu aplikasi. Jenis sensor yang digunakan meliputi jenis sensor tradisional seperti: sensor suhu, tekanan, cahaya, kelembaban udara, dan sensor-sensor yang lebih kompleks, seperti kamera yang dihubungkan dengan jaringan kabel. Dengan demikian, infrastruktur AmI harus dapat menangkap informasi-informasi dari peralatan-peralatan sensor tersebut.

5.    Modes of Interaction
Pemakai berinteraksi dengan layanan melalui suatu multimodal user interface yang menggunakan peralatan pribadi untuk berkomunikasi. Multimodal  communication memungkinkan pemakai mangakses layanan tidak hanya pada saat mereka duduk di depan PC, tetapi juga pada saat mereka bergerak bebas dalam lingkungan AmI.

E.     Spesifikasi Teknis
Ubiquitous computing mempunyai beberapa spesifikasi teknis sebagai berikut:
1.       Terminal & user interface
Peralatan yang digunakan sebaiknya mempunyai kualitas tampilan yang bagus dan responsif terhadap input dari pemakai. Walaupun dengan ukuran display yang terbatas, penggunaannya harus intuitif dengan tampilan yang bersih menggunakan alat input yang berbeda seperti: pen, handwriting recognition dan speech recognition.


2.       Peralatan yang murah
Jika kita membangun sebuah sistem dengan banyak komputer untuk satu pemakai, biaya satu komputer tidaklah terlalu mahal. Meskipun komputer biasa pada umumnya relatif lebih mahal, komputer ini tidak dapat digunakan untuk ubiquitous computing. Tidak semua komputer dalam ubiquitous computing memerlukan prosesor dan harddisk dengan spesifikasi seperti dalam komputer biasa.

3.       Bandwidth tinggi
Kebutuhan lain dari ubiquitous computing adalah mempunyai bandwidth jaringan yang cukup untuk melakukan komunikasi antara peralatan-peralatan yang digunakan. Selain masalah bandwidth, ada beberapa faktor lain yang perlu dipertimbangkan berkaitan dengan transformasi data melalui jaringan, antara lain: lokasi terminal untuk mobile communication, penggunaan frekuensi yang tepat, menjaga kualitas layanan, enkripsi data, dan mengurangi gangguan-gangguan laten terhadap jaringan.

4.       Sistem file tersembunyi
Ketika seorang user menggunakan komputer, dia harus belajar beberapa aspek dasar tentang sistem operasi dan konsep-konsep file serta struktur direktori. Hal ini mengakibatkan pemakai akan lebih terfokus pada bagaimana informasi akan disimpan, bukan pada informasi itu sendiri. Salah satu kebutuhan ubiquitous computing adalah komputer harus tersembunyi. Komputer harus dapat “memahami” kondisi pemakai. Sebagai contoh, melalui penggunaan voice recognition atau interface lainnya yang memungkinkan pemakai melakukan akses tanpa harus mengetahui nama file tertentu, lokasi atau format file tersebut.

5.       Instalasi otomatis
Ubiquitous computing harus dapat mengeliminasi kebutuhan instalasi program. Dalam sistem konvensional, seringkali diperlukan instalasi program yang dapat menimbulkan masalah, dan dalam beberapa kasus harus melibatkan pemakai. Konsep ini tidak berlaku dalam ubiquitous computing. Program harus dapat berpindah dari sebuah computer ke komputer lain tanpa harus mengubah konfigurasi dasar dalam menjalankan suatu program baru. Salah satu alternatif adalah dengan menggunakan bahasa pemrograman Java yang dapat dipindahkan ke komputerlain dengan mudah (platform-independent).

6.       Personalisasi informasi
Akan lebih baik jika ubiquitous computing system dapat menjaga agar informasi yang tersedia dapat digunakan sesuai kebutuhan pemakai. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, salah satu pendekatan yang dapat dilakukan adalah setiap kali ada seseorang yang baru bergabung dalam sebuah komunitas, profil pribadi orang tersebut harus ditambahkan ke setiapperalatan yang ada.

7.       Privasi
Salah satu masalah yang paling penting dalam ubiquitous computing adalah resiko privasi yang serius. Sistem ini dapat menyimpan data-data pemakai dan lokasinya yang mungkin dapat diakses oleh pemakai lain. Teknologi jaringan seperti infra merah atau komunikasi radio nirkabel menggunakan enkripsi untuk menjaga keamanan data.

F.     Aspek-aspek yang Mendukung Ubiquitous Computing
Terdapat empat hal yang menjadi aspek-aspek  yang mendukung pengembangan dari ubiquitous computing, yaitu :
1.      Transparent Interfaces
Transparent Interface atau antarmuka yang transparan, merupakan fitur yang menggunakan konsep menyembunyikan perangkat komputasi atau perangkat komputasi tersebut tidak nampak dari pengguna, namun terdapat interaksi dari aplikasi komputer dengan pengguna tersebut. Selain itu ubicomp membutuhkan antarmuka yang fleksibel diluar mouse dan keyboard, seperti touch screen dan speech recognition. Contoh kasusnya pada perpustakaan yang menggunakan RFID (Radio Frequency Identification), dimana jika seorang mahasiswa mengambil buku tanpa melakukan proses peminjaman (check in) dan keluar melewati gerbang RFID, maka gerbang akan mengeluarkan suara alarm anti pencuri.

2.      Awareness of Context(s)
Awareness of Context atau Kesadaran terhadap Konteks, Konteks yang dimaksud disini adalah informasi tentang dilingkungan mana aplikasi saling berinteraksi bukan cuma obyek manusianya saja, contohnya nyata dari konteks adalah lokasi dan waktu. Dalam contoh sederhana di atas tampak bahwa dalam menjalankan instruksi tersebut, komputasi konvensional hanya berfokus pada aspek “who”, di sisi lain Context Awareness tidak hanya berfokus pada “who” tetapi juga “when”, “what”, “where”, dan “why”. Awareness of Context membuat perangkat-perangkat memiliki kemampuan yang semakin tinggi, dimana semakin tingginya kemampuan suatu perangkat merepresentasikan context tersebut maka semakin banyak input yang dapat diproses berimplikasi pada semakin banyak data dapat diolah menjadi informasi yang
dapat diberikan oleh perangkat tersebut.

3.      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.

4.      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 3 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 4 Sensor yang terpasang di tempat umum sangat membantu bagi orang-orang cacat ataupun para turis.  (sumber gambar: IEEE Pervasive Computing)



G.    Kesimpulan
Tanpa disadari saat ini kita telah berada pada era “Ubiquitous Computing”, dimana setiap orang dapat memiliki atau menggunakan perangkat komputasi lebih dari satu perangkat, seperti secara bersamaan kita memiliki laptop, handphone, kartu kredit, ID Card dan lain-lain. Semua perangkat komputasi tersebut seolah-olah sudah menyatu dengan kita, sehingga terlihat tidak “nampak”. Kehadiran teknologi wireless makin mengembangkan perangkat-perangkat ubicomp ini, dimana-mana manusia satu sama lain dapat saling terkoneksi melalu berbagai macam sensor dan interface, selain itu aplikasi yang semakin ringan, dengan ukurannya yang kecil, namun fungsionalitas yang sangat besar juga ikut berperan penting dalam pengembangan ubicomp ini.


CONVERSATION

1 komentar:

Langganan: Posting Komentar ( Atom )

Featured Post