Ubiquitous Computing

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.

B.     Karakteristika.    

  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.

http://drjb07.blogspot.com/2013/02/ubiquitous-computing_17.html

http://natashaellen.wordpress.com/2011/04/28/ubiquitous-computing-%E2%80%93-era-ketiga-dari-revolusi-komputer/

http://drjb07.blogspot.com/2013/02/ubiquitous-computing_17.html

Posted in: