A. Fundamental Ubiquitous computing
Ubiquitous
computing, atau ubicomp, adalah istilah yang diberikan pada era ketiga komputasi modern. Era pertama didefinisikan
oleh komputer mainframe, dengan sistem berbagi sumber daya suatu
komputer pada waktu yang sama yang dimiliki oleh suatu organisasi dan
digunakan oleh banyak orang pada saat yang sama.
Kedua yaitu era
PC berbasiskan pada penggunaan komputer pribadi dan berdedikasi untuk
pemiliknya sendiri. Era ketiga, ubiquitous computing yang merupakan
refresentatif pada saat ini, ditandai dengan ledakan jaringan produk komputer
portabel kecil dalam bentuk smart phones,
personal digital assistants
(PDAs) dan sistem komputer yang built-in
ke banyak perangkat kita sendiri dan menghasilkan sebuah dunia di mana setiap
orang memiliki dan menggunakan banyak komputer. Setiap era telah menghasilkan komputer
yang semakin besar dan terintegrasi ke dalam kehidupan sehari-hari (Gambar
1.1).
Istilah ubiquitous computing –selanjutnya 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”
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.
Teradapat
beberapa kontribusi pendiri yang menjadi pondasi perkembangan Ubiquitous Computing diantaranya : Xerox PARC, Tabs, Pads, and Liveboards, Context Awareness, IBM Research:
Pervasive Computing versus Ubiquitous Computing, University of Tokyo: T-Engine
and the ITRON Operating System dan Hewlett Packard: Cooltown. Perkembangan Ubicomp sendiri dapat
dilihat dari kutipan peneliti di PARC pada tahun 1991 pada Scientiἀc Americanarticle (Weiser, 1991), yaitu :
The most profound
technologies are those
that disappear. They
weave
themselves into the
fabric of everyday
life until they
are
indistinguishable from it.
—MARK WEISER
Ubiquitous
Computing juga dapat
didefenisikan sebagai metode
untuk meningkatkan penggunaan komputer dengan melibatkan banyak computer dan tersedia di seluruh lingkungan fisik, dan secara
efektif terlihat oleh pengguna. Era Ubiquitous
Computing disebut juga
sebagai era “one person, many computers”.
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.
Ø Tabs, Pads, and
Liveboards
PARC membagi
desain menjadi tiga perangkat, yaitu : ParcTab, Tab, komputer skala inch. Yang
merupakan sebuah buku saku atau dompet (Ingin et al, 1995). ParcPad / Pad
merupakan sebuah perangkat kaki-besaran yang melayani peran notebook berbasis
pena atau e-book reader, dan Liveboard, perangkat skala yard yang menyediakan
fungsi papan tulis.
GAMBAR 1.3
(a) Xerox ParcTab (skala
inch) merupakan komputer yang berkomunikasi menggunakan difus sinyal inframerah
(IR).
Gambar
(b)adalah sebuah transceiver inframerah basestation dipasang di
langit-langit setiap kamar yang terdiri dari lingkungan ubicomp.
Terdapat Cincin
emitter IR di tepi lingkaran papan, dan empat IR pada detektor pusat menunjuk
empat arah kompas kardinal. (Foto courtesy of PARC, Inc, http://www.parc.com). Tab berkomunikasi secara nirkabel dengan
basestation langit-langit menggunakan 10 kbps menyebar sinyal inframerah (Gambar
1.3). Setiap kamar biasanya mmempunyai basestation yang menyediakan kabel
mikroseluler inframerah jaringan komunikasi.
Setiap
basestation juga dikomunikasikan melalui sambungan serial kabel ke workstation
terdekat pada gilirannya untuk membangun Ethernet, sehingga memberikan koneksi
ke layanan terdistribusi yang tersedia pada jaringan. ParcTabs adalah terminal
efektif yang menghasilkan pena / kunci peristiwa dalam menanggapi tindakan
pengguna, dan ini dikirim untuk aplikasi remote berjalan pada server yang
terpasang ke jaringan, sehingga perubahan aplikasi yang dikirim kembali update
layar untuk menampilkan Tab.
ParcPads
menggunakan pendekatan desain yang sama menggunakan bandwidth rendah X-protokol
di link radio, berkomunikasi dengan basestation melalui sebuah jarak pendek
radio dekat lapangan proprietary (Katarjiev et al., 1993) (Gambar 1.4). Radio
basestation juga dipasang di langit-langit setiap kantor atau laboratorium, dan
memiliki berbagai 3-4 m, seperti dengan sistem inframerah tetapi dengan 25 ×
lebih banyak bandwidth pada 250 kbps.
Pads bisa dioperasikan pada daya yang lebih
rendah , dan lebih cocok untuk baterai kecil yang digunakan oleh perangkat
ParcTab besaran inci -. Liveboards dirancang pada komputer workstation standar
, tetapi menampilkandengan berbasis pena yang jauh lebih besar , dan input pena
. Pada PARC , beberapa ini dikerahkan di lokasi tetap sekitar bangunan yang
dihubungkan oleh jaringan kabel . Layar menggunakan panel LCD backprojected dan
cermin 45 ° untuk melihat gambar pada 67 inci layar panel buram . Untuk
penulisan dan pemilihan Liveboard menggunakan pena inframerah yang dilacak di
layar menggunakan empat kuadran sensor inframerah yang dipasang di jalur optik
di belakang layar . Output dari sensor optik melalui tabel kalibrasi
menghasilkan Layar berkoordinasi. Perangkat lunakyang berbasis interaksi pena
untuk Liveboard disebut Tivoli , juga dikembangkan di PARC , dan memungkinkan
banyak operasi pen - sentris unik untuk menggambar dan manipulasi benda freeform
grafis ( Elrod et al . , 1992 ) .
Meskipun tujuan
untuk merancang Tabs , Pads , dan Liveboards adalah untuk mengganti benda yang
setara di tempat kerja dengan menawarkan affordances fisik yang sama , tujuan
yang sama pentingnya adalah untuk meningkatkan kemampuan mereka relatif
terhadap teknologi asli , dengan demikian membuat nilai menarik proposisi bagi
pengguna . Misalnya, papan tulis konvensional memungkinkan guru untuk menulis
catatan tentang pelajaran yang dapat ditangkap saat berinteraksi di kelas.
Namun , Liveboard tidak hanya memberikan kemampuan dasar , tetapi menambahkan
opsi pengindeksan markup berbasis pena dengan kontekstual untuk membuat
pencarian masa depan dan mudah dalam pengambilan.( Gambar 1.5 ).
Pada skala kaki ,
sebuah buku hanyalah sebuah buku tunggal tanpa kemampuan interaktif , tetapi
ParcPad bisa memberikan ribuan potensi buku yang disampaikan di jaringan ( atau
dari disk lokal ) . Hal ini juga dapat mendukung markup elektronik melalui
antarmuka pena ,dan memungkinkan untuk hyperlink teks, definisi kata look-up ,
dan referensi silang dengan bahan lainnya (melalui antarmuka Web , tapi tidak
di awal 1990-an). ParcTab juga didukung salah satu pembaca email saku nirkabel.
Juga bisa mengedit dokumen yang tersimpan dalam jaringan, yang berfungsi
sebagai remote kontrol untuk pemanas ruangan dan sistem pendingin udara , dan
bermain game . Karena ParcTab itu mudah dilakukan , bisa juga berfungsi sebagai
lokasi beacon , dan sistem bisa melacak Tab saat bergerak di sekitarnya.
B. Karakteristik
a. 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.
b. 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.
c. 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.
d. 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.
e. 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.
C. Spesifikasi Teknis
a. 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.
b. 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.
c. 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.
d. 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.
e. 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).
f.
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.
g. 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.
D. Aspek-Aspek
yang Mendukung Ubiquitous Computing
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.
Sumber
:
Krumm, Jhon. 2010. Ubiquitous
Computing Fundamentals. CRC Press Taylor
& Francis Group 6000 Broken Sound Par : USA.
Posts
Thanks :)
ReplyDeleteYa sama2...😁😁
Delete