UBIQUITOUS COMPUTING

UBIQUITOUS COMPUTING

Teknologi informasi pada prinsipnya adalah mentransformasikan cara bagaimana manusia berinteraksi antar sesama dan dengan objek-objek di sekitarnya. Perubahan teknologi terjadi adalah untuk membuat sistem komunikasi dan komputer menjadi lebih mudah, kolaboratif, dan transparan terhadap pemakai.

            Salah satu tanda perubahan tersebut adalah munculnya sebuah versi baru teknologi informasi yang disebut dengan Ambient Intelligence (AmI). AmI adalah suatu teknologi yang memadukan tiga bidang ilmu yang berbeda, yaitu: Ilmu Komputer, Teknik Elektro, dan Telekomunikasi. Ilmu komputer berperan dalam membangun dan menerapkan konsep-konsep Expert System, teleoperator, sistem kendali, dan komponen komputer itu sendiri. Teknik Elektro berperan dalam merancang komponen sensor dan microelectronic. Sementara bidang ilmu Telekomunikasi lebih berperan dalam membentuk sistem mobile communication, jaringan, dan signal processing. AmI dibangun dengan menerapkan tiga teknologi terbaru yaitu: ubiquitous computing, ubiquitous communication, dan intelligent user interface.

            Ubiquitous Computing (sering disingkat menjadi "ubicomp")  Ubiquitous bisa di artikan dimana-mana sedangkan Computing adalah komputer jadi Ubiquitous Computing adalah suatu sistem yang memungkinkan manusia berinteraksi dengan komputer secara kontinyu, dimana saja, kapan saja dan bagaimana saja. ubiquitos computing, merupakan teknologi (terutama teknologi komputer) digunakan dan menyatu di dalam objek dan aktivitas manusia, sehingga di manapun kita berada kita bisa memanfaatkannya untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari.” Ubiquitous Computing (komputasi dimana-mana) diperkenalkan pertama kali oleh Mark Weiser pada tahun 1988 selagi menjabat sebagai Chief Technologist di Xerox Palo Alto Research Center (PARC).

            Dalam artikelnya yang berjudul ”The Computer of the 21st Century” di jurnal Scientific American terbitan September 1991. Dalam artikelnya tersebut Weiser mendefiniskan istilah ubiquitous computing sebagai berikut : ”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 dapat diartikan sebagai metode yang bertujuan menyediakan serangkaian komputer bagi lingkungan fisik pemakainya dengan tingkat efektifitas yang tinggi namun dengan tingkat visibilitas serendah mungkin.

            Latar belakang munculnya ide dasar ubiquitous computing 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 mengabaikan 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 alat, apabila terjadi permasalahan yang mengarah pada teknologi, semacam serangan virus atau kerusakan teknis.

            Menurut Weiser, ubiquitous computing memungkinkan pemakaian beratus-ratus device (alat) komputasi wireless per orang per kantor dalam semua skala. Kemudian komputer menjadi semakin embedded (tertanam dalam suatu alat), semakin pas dan enak, serta semakin natural. Sehingga kita menggunakannya tanpa memikirkannya dan tanpa menyadarinya. Tujuan utamanya adalah "activate the world", mengaktifkan segala yang ada di sekitar kita. Hal itu membutuhkan inovasi-inovasi baru di bidang operating system, user interface, networks, wireless, displays dan masih banyak lagi. Kalau seandainya ditambahkan satu teknologi yaitu networking kepada semua peralatan yang ada di dunia ini, maka kita dapat mengkomunikasikan antar alat tersebut dan mengotomatisasi semuanya.

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 Olivetti Active Badge dan Xerox PARC Tab

Aspek-aspek yang Mendukung Pengembangan Ubiquitous Computing

1.      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.

2.      Wireless Computing

            Komputasi nirkabel mengacu pada penggunaan teknologi nirkabel untuk menghubungkan komputer ke jaringan. Komputasi nirkabel sangat menarik karena memungkinkan pekerja terlepas dari kabel jaringan dan mengakses jaringan dan layanan komunikasi dari mana saja dalam jangkauan jaringan nirkabel. Komputasi nirkabel telah menarik minat pasar yang sangat besar, seperti saat ini banyaknya permintaan konsumen untuk jaringan rumah secara nirkabel.

3.      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.

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.

microchip Toshiba

Isu-isu Seputar Ubicomp

1.      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.

2.      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.    

3.         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.

            Buxton (1995) menyatakan bahwa ubiquitous computing mempunyai karakteristik utama yaitu:

1.      Ubiquity

Interaksi tidak dilakukan oleh suatu saluran melalui satu workstation. Akses ke komputer dapat dilakukan di mana saja. Sebagai contoh, di suatu kantor ada puluhan komputer, layar display, dan sebagainya dengan ukuran bervariasi mulai dari tombol seukuran jam tangan, Pads sebesar notebook, sampai papan informasi sebesar papan tulis yang semuanya terhubung ke satu jaringan. Jaringan nirkabel akan tersedia secara luas untuk mendukung akses bergerak dan akses jarak jauh.

2.      Transparency

Teknologi ini tidak menganggu keberadaan pemakai, tidak terlihat dan terintegrasi dalam suatu ekologi yang mencakup perkantoran, perumahan, supermarket, dan sebagainya.

Karakteristik Lingkungan

            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.

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, penggunaanya 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 hendaklah tidak terlalu mahal. Meskipun komputer biasa pada umumnya relatif lebih mahal, kamputer 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 terhadap jaringan.

4.      Sistem file tersembunyi

            Ketika seorang pemakai 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 bahwa 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 computer lain 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 setiap peralatan 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 yang baru seperti infra merah atau komunikasi radio nir kabel menggunakan enkripsi untuk menjaga keamanan data.

Referensi :

-          Jurnal Teknologi Ambient Intelligence dan Potensi Perkembangannya di Indonesia Oleh: Dr. Ir. Gunadi Widi Nurcahyo, MSc.

-          Jurnal Ubiquitous Computing Oleh R. Jason Weiss (Development Dimensions International ) and J. Philip Craiger (University of Nebraska–Omaha)