Riset di Bidan HCI
a. Komputer dan DNA
Komputer dan DNA… dua istilah yang biasanya dipergunakan dalam
konteks yang sangat berbeda. DNA merupakan istilah favorit di dunia biologi dan
genetik, sedangkan komputer justru populer dalam dunia informatika dan
teknologi modern. Lalu apa hubungan antara keduanya? Siapa pula yang punya
ide gila untuk membuat komputer DNA?
Alkisah ada seorang ilmuwan komputer yang bekerja di University of
Southern California, bernama Leonard M. Adleman. Suatu malam Adleman
sedang asyik membaca buku biologi, Molecular Biology of the Gene, yang ditulis
oleh James Watson, ahli biologi yang pernah memenangkan Nobel pada tahun
1962 atas penemuan struktur DNA Double-Helix pada tahun 1953. Ia sangat
terpesona dengan isi buku tersebut, sampai-sampai ia tidak bisa tidur malam itu.
Bayangan rantai DNA yang berpilin terus saja mengusik pikirannya. Tiba-tiba
Adleman lompat dari tempat tidurnya. Terjadi pencerahan! Ia menyadari sesuatu
yang sangat menarik: Sel hidup manusia mengolah dan menyimpan informasi
dengan cara yang sangat mirip dengan program komputer!
Malam itu juga Adleman langsung membuat sketsa penting tentang DNA
Computer (Komputer DNA). Komputer yang kita kenal sehari-hari menggunakan
data biner (binary data) untuk menyimpan dan mengolah informasi/perhitungan.
Data biner ini merupakan sistem angka berbasis dua, yaitu 0 dan 1. DNA,
singkatan dari Deoxyribosenucleic Acid, menyimpan dan mengolah informasi
genetika manusia dalam molekul-molekul yang diberi kode huruf A, C, T, dan G.
A merupakan inisial untuk Adenine, C untuk Cytosine, T untuk Thymine, dan G
untuk Guanine. Adenine hanya bisa berpasangan dengan Thymine, Guanine hanya
bisa berpasangan dengan Cytosine. Ini berarti bahwa jika ada satu rantai DNA
yang memiliki kode AACTAGGTC maka pasangannya pasti TTGATCCAG.
Kedua rantai itu akan berpasangan dan membentuk struktur berpilin yang kita
kenal sebagai Double-Helix. Enzim dalam sel hidup membaca data-data genetik
yang tersimpan dalam DNA (dalam bentuk kode A, C, T, G tadi) menggunakan
cara yang sangat mirip dengan cara komputer membaca data biner. Analogi antara
keduanya inilah yang dimanfaatkan dalam komputer DNA. Pada tahun 1994
untuk pertama kalinya Adleman mempublikasikan perhitungan dasar komputer
DNA dalam jurnal ilmiah Science. Sejak itu ilmuwan-ilmuwan seluruh dunia
berbondong-bondong melakukan penelitian untuk mengembangkan komputer
canggih yang sistemnya meniru dari sel makhluk hidup ini. NASA, Pentagon, dan
banyak lagi lembaga dan agen federal berlomba-lomba mengucurkan dana untuk
penelitian yang bisa menghasilkan DNA sintetik yang kemudian digunakan untuk
penelitian yang berusaha mengembangkan sistem komputer masa depan ini.
Adleman berhasil membuktikan pemikirannya bahwa DNA bisa
‘berhitung’. Ia menggunakan masalah perhitungan matematika yang dikenal
sebagai Travelling Salesman Problem (TSP), yaitu masalah klasik yang mencoba
mencari rute terpendek yang bisa dilalui seorang salesman yang ingin
mengunjungi beberapa kota tanpa harus mendatangi kota yang sama lebih dari
satu kali. Jika jumlah kota yang harus didatangi hanya sedikit, misalnya hanya ada
5 kota, maka permasalahan ini dapat dipecahkan dengan sangat mudah. Kita
bahkan tidak memerlukan komputer untuk menghitungnya. Tetapi masalahnya
jadi rumit jika ada lebih dari 20 kota yang harus didatangi. Ada begitu banyak kemungkinan yang harus dicoba dan diuji untuk menemukan jawabannya.
Komputer DNA yang dibuat oleh Adleman berhasil memecahkan perhitungan ini
dengan menggunakan 7 kota sebagai percobaan awal. Masing-masing kota dan
semua kemungkinan rute dilambangkan oleh satu rantai DNA yang masing-
masing memiliki kode yang spesifik. Semua rantai DNA ini kemudian direaksikan
dan membentuk rantai double-helix secara alamiah. Rantai-rantai yang sudah
berpasangan ini melambangkan semua kemungkinan rute. Untuk mencari rute
yang benar, Adleman menambahkan enzim yang secara alamiah menghancurkan
molekul yang melambangkan rute yang salah. Satu-satunya rantai yang tersisa
adalah rantai yang melambangkan jawaban yang dicari, yaitu rute terpendek yang
menghubungkan ketujuh kota tersebut tanpa harus melewati masing-masing kota
lebih dari satu kali. Komputer DNA ciptaan Adleman berhasil menyelesaikan
perhitungan TSP untuk 7 kota ini dalam waktu beberapa hari. Padahal komputer
biasa yang kita gunakan sehari-hari bisa menyelesaikannya hanya dalam hitungan
menit. Lho? Komputer masa depan tetapi justru kalah dengan komputer klasik?
Jadi untuk apa para ilmuwan di seluruh dunia berlomba-lomba mengembangkan
komputer DNA ini?
Ada satu rahasia yang merupakan keunggulan utama komputer DNA.
Enzim-enzim yang terlibat bekerja secara paralel. Komputer klasik membaca dan
mengolah data secara linier (berurutan). Melibatkan data dalam jumlah besar,
komputer klasik akan sangat kerepotan mengolah data-data yang luar biasa
banyaknya. Proses perhitungan membutuhkan waktu sangat lama karena
dilakukan satu per satu. Di sinilah keunggulan komputer DNA! Untuk jumlah data
yang sangat banyak, komputer DNA dapat melakukan perhitungan jauh lebih
cepat karena semua prosesnya dilakukan secara paralel (bersamaan). Ukuran
molekul DNA yang sangat kecil juga merupakan keunggulan komputer masa
depan ini. 1 gram DNA yang sudah dikeringkan memiliki kapasitas menyimpan
informasi dalam jumlah yang sama dengan 1 trilyun CD (Compact Disc). Padahal
1 gram DNA kering itu ukurannya hanya sebesar butiran gula pasir! Dengan
semakin majunya perkembangan teknologi, jumlah data dan informasi pun
semakin bertambah. Lama-kelamaan, data yang berlimpah ini tidak dapat lagi disimpan dalam memory chip komputer yang terbuat dari silikon seperti yang
selama ini kita gunakan. DNA merupakan alternatif yang sangat menjanjikan.
Lagipula, microprocessor yang kita gunakan dalam komputer klasik biasanya
terbuat dari bahan-bahan yang bersifat racun sehingga mengotori udara dan
lingkungan. Biochip (chip biologis) yang terbuat dari DNA merupakan teknologi
yang ‘bersih’. Kita juga tidak akan pernah kehabisan DNA selama masih ada sel-
sel makhluk hidup. Ini menjadikannya sumber daya yang sangat murah.
Dalam beberapa tahun terakhir teknologi komputer DNA menunjukkan
perkembangan yang sangat menggembirakan. Komputer DNA buatan Adleman
mereaksikan cairan DNA dalam tabung-tabung reaksi. Pada bulan Januari 2000
jurnal ilmiah Nature mempublikasikan keberhasilan para ilmuwan di University of
Wisconsin di Madison yang melekatkan DNA pada permukaan padat gelas dan
emas. Ini berarti komputer DNA dapat dibuat dalam bentuk chip padatan yang
mirip dengan chip komputer konvensional. Pada tahun 2001, seorang ilmuwan
dari Weizmann Institute of Science di Israel, Ehud Shapiro, mendapatkan paten
atas komputer DNA yang dibuatnya. Komputer DNA buatan Shapiro ini hanya
terdiri dari satu tetes air saja. Komputer terkecil di dunia ini menggunakan
molekul-molekul DNA dan enzim-enzimnya dalam satu tetes air tersebut sebagai
sarana input (masukan data), output (keluaran data), software (perangkat lunak),
dan hardware (perangkat keras). Pada bulan Februari 2003, penemuan ini
akhirnya tercatat dalam Guinness World Records sebagai ‘The Smallest Biological
Computing Device’ atau Komputer Biologis Terkecil di Dunia. Hebatnya lagi,
komputer super mini ini memiliki kecepatan 100.000 kali lebih cepat dari
komputer konvensional tercanggih yang ada saat ini! (Yohanes Surya)
dari http://www.pdf-search-engine.com/komputer-masa-depan-pdf.html
b. microsoft Surface
Keberadaan komputer memang membuat segalanya menjadi mudah. Teknologinya berubah seiring berjalannya waktu baik perkembangan software maupun hardware yang terdapat pada komputer.
Kini perusahaan M$ sedang mengembangkan proyek komputer masa depan Microsoft Surface (code name: Milan). Uniknya komputer ini tidak menggunakan mouse ataupun keyboard sebagai input devide melainkan menggunakan multiple layar sentuh dan suara.
Model Mental HCI
Dengan ada nya temuan dari para peneliti HCI tentang fungsionalitas sistem, yakni “apa yang diketahui oleh pemakai tentang sistem perangkat lunak komputer” dan usability sistem, yakni “apa yang harus dilakukan oleh pemakai terhadap sistem” mendorong perkembangan riset dalam HCI tersebut. Riset yang dilakukan pada akhir-akhir ini mulai berfokus kepada jenis-jenis pengetahuan pemakai ketika ia menggunakan sistem komputer. Konsep model mental terhadap sistem adalah topik utamanya. Studi representasi pengetahuan yang berbasis komputer ini menghasilkan keuntungan-keuntungan antara lain studi ini bisa menggali basis perilaku teoritis, seperti perilaku khusus pemakai terhadap tugasnya. Studi jenis ini juga berkaitan dengan representasi mental, maka diperlukan 3. Mental model. Pemakai dikatakan sudah memiliki model mental terhadap sistem apabila ia telah memahami bagaimana sistem itu bekerja, apa saja komponen sistem tersebut, bagaimana hubungannya, apa saja proses-proses internalnya, dan bagaimana operasi internal tersebut mempengaruhi komponen-komponennya [CAR90].
Ketepatan rancangan system image dari suatu sistem terhadap model mental
pemakai adalah sangat penting. Jika sistem tersebut tidak bisa merepresentasikan
model mental pemakai secara baik, maka interaksi yang terjadi antara sistem dan
pemakai niscaya akan mengalami hambatan-hambatan. Pemakai akan tidak bisa
nyaman dalam menggunakan sistem tersebut, bahkan bisa terjadi kesalahpahaman,
karena beban kognitif pemakai bertambah berat. Oleh karenanya, dalam sistem antar
muka biasanya masalah yang paling sering terjadi adalah kesenjangan antara model
mental pemakai mengenai tugas dari sistem dengan keadaan riil dari sistem itu.
Misalnya, pada waktu memulai suatu program, seorang pemakai sudah memiliki
tujuan yang ingin dicapai dari interaksi yang dilakukan, yang mana tujuan ini ada
di dalam pikiran pemakai. Di lain pihak, perancang atau pengembang program juga
mempunyai tujuan sendiri dari sistem yang dikembangkannya. Bila tujuan dari
pemakai dan tujuan dari perancang sistim itu berbeda jauh, maka disini biasanya
akan terjadi kesukaran atau konflik-konflik ketika berinteraksi.
Oleh Norman (1986) ditegaskan bahwa konflik-konflik demikian bisa terjadi
di-karenakan adanya kesenjangan antara model mental (yakni: goals dan intensi)
seseorang yang disebut variabel-variabel psikologikal dengan variabel-variabel
fisikal (sistem). Narnun demikian, perbedaan atau kesenjangan antara tujuan dari
pemakai dan sistim ini dapat diperkecil bila rancangan sistem dibuat berdasarkan
data-data dari pemakai, misalnya kemampuan kognitif pemakai, tujuan yang ingin
dicapai oleh pemakai, dan sebagainya. Untuk hal tersebut Norman (1986) mencoba
mengaplikasikan hasil risetnya dibidang cognitive science yang dikenal dengan
istilah Cognitive Engineering. Melalui cognitive engineering ini kesenjangan akan
diperkecil.
Kesenjangan interaksi antara pemakai dan sistem tersebut digambarkan
dengan dua buah gulfs (celah) yaitu the gulf of execution (celah eksekusi) dan the
gulf of evaluation (celah evaluasi).
Agar celah tersebut tidak semakin jauh, maka kedua gulfs tersebut harus dijembatani sehingga terdapat kecocokan antara sistem yang ada dengan model
mental pemakai. Kedua gulfs dijembatani dalam dua arah, dari arah sistem
dijembatani dengan Evaluation Bridge, sedangkan dari arah sisi pemakai dijembatani dengan Execution Bridge Dapat disimak bahwajembatan dari sisi pemakai (goals)
ke sistem fisikal (physical system) diawali dengan formasi intensi pemakai yang
relevan dengan sistem. Selanjutnya, pemakai menentukan langkah-langkah tindakan
I khusus (action specification) yang tepat guna mengeksekusi sebarisan tindakan itu ~xecuting the action). Melalui mekanisme antarmuka (interface mechanism),
I-l~sekusi tindakan ini dijalankan untuk kemudian disampaikan ke sistem. Sistem Meresponnya, yang selanjutnya hasil respon tersebut (output), disampaikan Execution Bridai atau ditampilkan lagi kepada pemakai melalui piranti yang tersedia (monitor atau tampilan antarmuka). Jadi ada 4 komponen yang menjembatani dari sistem pemakai ke sistem fisikal, yakni formasi intensi, spesifikasi aksi, eksekusi aksi dan
mekanisme antar muka. Sedangkan jembatan dari sisi sistem fisikal ke pemakai diawali dengan tampilan antarmuka (interface display) yang menampilkan output (keluaran) dari sistem. Output ini kemudian diinterpretasikan oleh pemakai melalui proses intemalnya (pengolahan persepsinya). Selanjutnya dilakukan evaluasi dengan
membandingkan hasil interpretasi dari status sistem dengan goal dan intensi awal
(original goal). Dalam jembatan ini juga ada 4 (empat) komponen, yaitu tampilan.
Dua riset/penemuan terbaru di bidang HCI :
1. Realisasi Semantic Web.
Semantic web cukup dipercaya sebagai wujud dari Web 3.0, dengan kecerdasan buatan, Web 3.0 diharapkan akan merealisasikan konsep semantic web dan menjadi generasi selanjutnya dari WWW.
2. Evolusi 3D.
Tidak mengherankan bahwa kemampuan 3D selalu merupakan cerminan masa depan, evolusi 3D telah terjadi pada game animasi, dan lain-lain, walaupun saat ini masih belum mengubah mayoritas wajah web. Tampilan 3D bisa jadi memang dihindari oleh sebagian pengakses Internet karena tampilan dan proses 3D berarti pula pertukaran data yang lebih besar dan tentu berpengaruh pada kecepatan maupun biaya yang dikeluarkan. Tentunya, evolusi 3D ini hanya akan berhasil jika infrastruktur di masa mendatang telah mendukung pengguna Internet pada umumny
