Perkembangan teknologi informasi dan komunikasi (TIK) saat ini tidak bisa dipisahkan dari perkembangan sains dan teknologi secara keseluruhan. Mengapa dikatakan ‘paling tidak’ karena begitu bervariasinya perkembangan yang terjadi pada teknologi informasi dan komunikasi sebagai hasil kolaborasi berbagai disiplin ilmu. Karena itu pada perkembangan selanjutnya dapat dipastikan bahwa teknologi ini akan berkembang dengan beragam studi sebagai akibat dari semakin luasnya studi multi-disiplin terhadap teknologi ini. Disiplin keilmuan yang dimaksud di sini tidak hanya terkait dengan ‘hard science’ seperti fisika, matematika dan sejenisnya, tetapi juga bidang-bidang seperti biologi, kedokteran, sosial, dan pendidikan. Munculnya kajian baru seperti bioinformatika, fisika komputasi, informatika forensik, neuro-informatik, kecerdasan buatan (artificial intelligence), dan teknologi pendidikan menunjukkan semakin luasnya pengaruh muti-disiplin keilmuan dalam kajian teknologi informasi.
Perkembangan TIK yang pesat merupakan kesuksesan riset di bidang sains dan teknologi sejak awal perkembangannya. Keberhasilan dalam riset material magnetik telah melahirkan media penyimpan magnetik seperti hard disk dan tape. Sedangkan riset di bidang material elektronik telah menghasilkan prosesor komputer, sekaligus jantung komputer modern saat ini. Kemajuan di bidang lainnya seperti pada bidang fotonika dan teknologi optoelektronik telah menghadirkan perangkat penyimpan cakram optik (compact disk) seperti pada perangkat CD/VCD/DVD. Kabel serat optik (fiber optic) untuk transmisi data berkecepatan tinggi juga merupakan hasil penelitian di bidang ini.
Saat ini bidang sains dan teknologi terus dikembangkan untuk mendukung pengembangan TIK dan kebutuhan perangkat baru yang lebih canggih. Kebutuhan ini sejalan dengan perkembangan, dimana kehadiran teknologi dan aplikasi baru di bidang TIK terus menuntut unjuk kerja yang lebih tinggi, baik dari segi kecepatan pemrosesan maupun kapasitas penyimpannya. Tuntutan lainnya adalah masalah kepraktisan, fleksibilitas dan style dari perangkat teknologi informasi yang telah menjadi bagian dari gaya hidup masyarakat modern.
Namun demikian dengan terus meningkatnya kebutuhan pengguna, suatu saat akan sampai pada keterbatasan. Mikroprosesor berbasis semikonduktor saat ini pada akhirnya akan mencapai batas kecepatan yang dimungkinkan, demikian pula dengan media penyimpan berbasis material elektronik. Bukan karena ketidaktersediaan bahan atau medianya tetapi tidak mungkin baik secara praktis maupun secara teori.
Suatu harapan adalah dari munculnya bidang riset fisika kuantum yang melahirkan teknologi nano (nano-technology). Teknologi ini memungkinkan lahirnya objek baru yang disebut quantum dot, berupa keping logam atau semikonduktor yang menjerat sejumlah elektron di dalamnya. Gagasan baru adalah bagaimana prinsip kerja komputer masa depan yang berbasis quantum dot ini. Gagasan ini pertama kali diungkapkan oleh Craig Lent dari University of Notre Dame (USA) pada suatu seminar di Massachusett Institute of Technology (MIT) pada tahun 1995. Perilakunya yang sangat berbeda dengan objek mikro telah melahirkan bidang kajian baru yang disebut komputasi kuantum (quantum computing).
Di bidang perangkat lunak dan internet, kontribusi yang tidak bisa dilupakan dari riset sains adalah teknologi web, yang merupakan cikal bakal teknologi World Wide Web (WWW) yang digunakan internet sekarang ini. Penemuan teknologi web ini bermula di Laboratorium Fisika Partikel Eropa (CERN) di Geneva, Swiss, sebagai hasil usaha ilmuwan dalam mengatasi kesulitan manajemen pengetahuan, komunikasi dan kolaborasi riset yang belum ada pada saat itu. Adalah Tim Berners-Lee di CERN yang menciptakan teknologi web pada tahun 1989, sekaligus orang pertama di dunia yang menciptakan web-server dan berhasil melakukan komunikasi client-server melalui internet.
Ketika Tim Barners-Lee menciptakan teknologi web untuk tujuan ilmiah, mungkin tidak terbayangkan bahwa temuannya di kemudian hari akan berkembang pesat dan berdampak luar biasa terhadap pola hidup manusia. Teknologi web kini menjadi komponen utama teknologi internet dan digunakan luas tidak hanya untuk tujuan ilmiah seperti pada awalnya, tetapi diterapkan untuk berbagai bidang kegiatan seperti perbankan, transaksi bisnis, pemerintahan, militer, pendidikan dan hiburan yang sungguh luar biasa!
Setelah kita melihat bagaimana bidang sains dan teknologi mendukung TIK, selanjutnya kita akan mendiskusikan bagaimana TIK berperan dalam perkembangan sains dan teknologi serta teknologi pendidikan saat ini.
B. TIK sebagai Sarana Pendukung
1. Manajemen Pengetahuan dan E-Learning
Teknologi informasi dan komunikasi menawarkan banyak hal untuk mendukung kegiatan, antara lain untuk manajemen pengetahuan (knowledge management). Persoalan yang dihadapi para peneliti di CERN seperti yang diuraikan di atas cukup mewakili kesulitan yang dirasakan banyak orang di berbagai lembaga di mana pun.
Ketika sejumlah peneliti dilibatkan pada suatu riset maka akan diperoleh sejumlah dokumen hasil penelitian yang menghimpun pengetahuan. Secara tradisional hasil-hasil penelitian ini tertuang dalam berbagai bentuk, antara lain laporan penelitian, jurnal atau majalah ilmiah yang tersimpan di perpustakaan. Teknik penyimpanan ini tentu saja menyulitkan karena koleksi dalam bentuk fisik biasanya terbatas baik dari segi jumlah maupun keleluasaan aksesnya.
Pada institusi pendidikan seperti sekolah dan universitas persoalan serupa juga muncul, karena pada dasarnya riset dan pendidikan memiliki keterkaitan yang sangat erat.
Kini dengan kehadiran teknologi informasi hasil-hasil penelitian dalam berbagai bentuk bisa didokumentasikan dan diolah menjadi dokumen elektronik (digital). Saat ini banyak jurnal tersedia dalam bentuk elektroinik (e-journal) dan bisa diakses melalui internet. Penerbit buku pun telah banyak yang memformat buku-buku mereka dalam bentuk format buku elektronik (e-book). Keberadaan koleksi-koleksi digital yang bervaiasi ini memerlukan suatu perpustakaan digital (e-library). Di samping itu penyedia layanan e-journal juga bermunculan secara online misalnya www.sciencedirect.com .
Sejumlah besar koleksi digital dan informasi lainnya pun masih tersedia, tersebar di berbagai titik di internet. Kita bisa mendapatkannya dengan memanfaatkan mesin pencari (search engine) seperti Google. Internet kini telah menjadi perpustakaan raksasa, sumber pengetahuan dan informasi yang sangat luas dan tanpa batas.
Meskipun dokumen-dokumen telah didigitalisasi dan disimpan di internet, tidak serta merta pengetahuan yang tersimpan bisa dimanfaatkan secara optimal, khususnya untuk sistem pembelajaran elektronik (e-learning system). Karena itu suatu sistem manajemen pengetahuan (knowledge management system) diperlukan untuk menatanya sehingga membentuk repositori pengetahuan (knowledge repository) yang mudah diintegrasikan. Sistem ini memberikan kemudahan dalam pengelolaan pengetahuan sehingga bisa dimanfaatkan secara optimal. Penataan ini bisa mengacu pada suatu model taksonomi seperti International Standard Archival Description (ISAD) yang dibakukan oleh International Council on Archives (ICA).
Di bidang pendidikan saat ini e-learning system merupakan bagian yang tidak terpisahkan dalam pengembangan institusi pendidikan modern. Sistem ini tidak bermaksud menggantikan peran guru atau dosen dalam proses pendidikan tetapi lebih pada peningkatan layanan sarana pembelajaran dan penelitian, misalnya kemudahan dan ketersediaan bahan ajar, sumber belajar, referensi, latihan soal, quiz dan ujian. Beberapa komponen pembangun penting adalah learning management system (LMS), learning content management system (LCMS), dan jaringan komputer dan internet. Sejumlah aplikasi pendukung telah banyak tersedia, misalnya aplikasi open-source Moodle yang bisa dimanfaatkan untuk membangun LMS.
Gambar 1 Suatu sistem manajemen pembelajaran untuk mendukung E-learning di universitas.
2. Media Komunikasi Ilmiah dan Pembelajaran Kolaborasi
Teknologi informasi dan komunikasi juga bisa digunakan sebagai media publikasi yang mudah, murah dan mendunia bagi hasil-hasil penelitian dan produk penerapannya. Munculnya beragam aplikasi disain web seperti Dreamweaver® dan FrontPage® semakin memberikan kemudahan untuk tujuan disain tersebut. Saat ini tidak hanya teks yang bisa ditampilkan di web tetapi juga komponen multimedia seperti foto, video, suara dan animasi, sehingga halaman web kini tampil lebih menarik.
Teknologi web saat ini mendukung pengembangan web interaktif yang memungkinkan pengguna berinteraksi secara langsung, misalnya untuk pendaftaran siswa baru (PSB) di sekolah dan pemesanan buku secara online. Web dengan kemampuan ini memerlukan perangkat sebuah server, aplikasi web-server dan database. Cukup banyak tersedia perangkat lunak yang dapat digunakan antara lain yang populer adalah LAMP, yakni gabungan Linux, web-server Apache, database MySQL dan PHP. Semuanya adalah jenis sumber terbuka (open source) dan umumnya boleh digunakan secara bebas.
LAMP banyak digunakan untuk membangun web portal seperti pada web media massa online, web sekolah dan web universitas. Web portal banyak dibangun dengan aplikasi content management system atau CMS. Dengan CMS kita bisa lebih forkus pada informasi yang akan ditampilkan (konten) ketimbang repot dengan pengkodean. Sebagaimana untuk membangun web server, program CMS open-source juga banyak tersedia dan bisa diunduh bebas di internet.
Banyak aplikasi CMS bisa digunakan untuk membangun dokumen secara kolaboratif, misalnya pada Wikipedia yang dibangun untuk ensiklopedia online. Setiap orang bisa mengisi dan mengakses konten. Bahan-bahan dan hasil penelitian bisa dimasukkan ke dalam web sehingga bisa langsung dimanfaatkan bagi rekannya yang memerlukan. Teknologi web juga mendukung sistem kolaborasi untuk riset tanpa perlu tatap muka. Kegiatan penelitian yang tersebar bisa tetap terkoordinasi dan hasil yang diperoleh dapat dihimpun dalam suatu sistem repositori pengetahuan.
Dari tinjauan di atas jelas keberadaan internet membawa semangat kolaborasi, semangat bahu membahu untuk membangun suatu hasil karya. Hal ini juga sebenarnya yang tersirat dalam proyek yang dikerjakan Berners-Lee di CERN pada awal perkembangannya.
Di dunia pendidikan pembelajaran kolaboratif merupakan metode pembelajaran berbasis siswa yang cukup efektif. Dalam kaitan ini TIK dapat dimanfaatkan untuk mendukung pembelajaran kolaboratif ini. Misalnya para siswa dikelompokkan dalam beberapa group dengan tema percobaan sendiri-sendiri. Di rumah masing-masing siswa bisa melakukan percobaan dengan alat dan bahan yang ada dan melaporkan hasilnya secara online. Siswa lain bisa membaca mengomentari hasil percobaan teman-temannya, menyimpulkan hasil percobaannya berdasarkan data kelompok Antara lain perusahaan Oracle telah merilis aplikasi online ThinkQuest® yang memungkinkan diimplementasikannya model pembelajaran kolaboratif (collaborative learning) dan berbasis proyek (project based learning).
Gambar 2 Oracle ThinkQuest mendukung pembelajaran kolaboratif dan berbasis proyek.
3. Komunikasi Data dan Publik
Terlibat dalam suatu kelompok penelitian (research group) artinya kita harus siap bekerja dalam sistem kerja tim. Kegiatan penelitian biasanya dibagi menjadi beberapa bagian yang dikerjakan oleh masing-masing peneliti atau kelompok-kelompok peneliti yang lebih kecil. Biasanya ada sejumlah dokumen teknis, program khusus dan data besar yang diperlukan oleh semua peneliti. Pertukaran data juga kerap terjadi, dimana seorang peneliti mungkin membutuhkan data yang diperoleh peneliti lainnya dan seterusnya.
Ada sejumlah komponen layanan internet yang sangat penting dan bisa didayagunakan untuk mendukung kegiatan penelitian seperti di atas. Layanan-layanan tersebut diantaranya adalah FTP (File Transfer Protocol), E-mail dan tentu saja web. FTP bermanfaat untuk mengakses berkas (file) yang ditempatkan pada suatu komputer (host) dalam jaringan, atau sebaliknya menempatkan berkas pada komputer lain dalam jaringan. Sedangkan layanan E-mail berguna sebagai media pengiriman surat elektronik. Sejumlah alamat E-mail bisa digabung dalam suatu mailing-list, sehingga akan memudahkan dalam pengiriman surat edaran, pengumuman atau membentuk forum diskusi. Banyak tersedia program aplikasi berbasis GUI (Graphic User Interface) untuk FTP baik untuk sistem Linux (misalnya KBear) dan sistem Windows (misalnya WinSCP).
Selain komunikasi data, komunikasi melalui telefon juga tetap diperlukan dalam kegiatan riset karena selain melibatkan komponen internal juga sering melibatkan masyarakat, seperti dalam kegiatan seminar. Saat ini beragam perangkat komunikasi tersedia baik sistem komunikasi yang melalui jaringan tetap via kebel maupun melalui jaringan komunikasi bergerak (mobile communication system) seperti pada telepon seluler. Komunikasi antar kedua sistem telah bisa dilakukan tanpa kendala. Dalam kaitan ini jaringan internet bisa digunakan untuk komunikasi suara (voice) misalnya melalui VoIP. VoIP dengan provider internasional maupun lokal sudah bisa melakukan panggilan dari mana pun yang terhubung dengan internet (bisa GPRS, 3G, CDMA) ke telefon tetap, telefon bergerak, apalagi se sesama komputer. Penggunaan VoIP akan sangat membantu dalam mengirit biaya komunikasi pada perkantoran, sekolah dan kampus.
C. Penerapan TIK sebagai Perangkat Pengembang
Di bidang sains dan teknologi, TIK dimanfaatkan tidak hanya sebagai sarana penunjang tetapi juga sebagai infrastruktur utama. Hal ini tidak mengherankan karena pada awal mula perkembangannya, komputer digunakan untuk menyelesaikan masalah matematika tingkat tinggi dan pengolahan data. Metode numerik, bahasa pemrograman dan komputasi statistik kemudian berkembang sekaligus membuka jalan bagi berkembangnya perangkat, metode dan studi-studi baru yang bermanfaat bagi pengembangan sains dan teknologi. Beberapa di antaranya adalah pemodelan dan simulasi komputer, grid-computing, sistem kontrol, visualisasi dan virtual reality, data mining, sistem inteligen (intelligence system) dan pengolahan sinyal.
1. Simulasi Komputer
Kita tahu bahwa pada banyak riset diperlukan biaya tinggi. Di sini simulasi komputer berguna untuk mengarahkan eksperimen sehingga resiko kesalahan bisa seminimal mungkin. Bahkan pada beberapa persoalan, simulasi komputer justru satu-satunya cara ketika eksperimental tidak mungkin bisa dilakukan karena biaya sangat besar atau kondisi sangat ekstrim yang tidak mungkin dicobakan seperti efek bencana bom nuklir atau prubahan iklim global.
Simulasi komputer telah menjadi bagian yang sangat berguna dari pemodelan banyak sistem alam dalam fisika, kimia dan biologi. Di bidang teknik simulasi sangat penting ketika persoalan yang dipelajari melibatkan banyak proses seperti pada studi trafik jaringan. Beberapa simulasi komputer telah dikembangkan, misalnya untuk mempelajari perubahan iklim akibat pemanasan global (lingkungan), penelitian penyebab tsunami (geofisika), mempelajari dinamika sistem planet atau galaksi (astronomi), efek kebocoran pada reaktor nuklir (fisika), sintesis senyawa kompleks (kimia), perancangan mesin, perancangan pesawat dan penerbangan (rekayasa), dan sebagainya. Selain untuk penggunaan riset, simulasi juga banyak digunakan untuk tujuan praktis. Pada teknik kimia misalnya proses simulasi digunakan untuk memberikan parameter-parameter proses yang secara langsung dipakai untuk pengoperasian proses seperti pada proses pemurnian minyak.
Secara tradisional pemodelan formal dari sistem dilakukan melalui model matematik yang berusaha mendapatkan solusi analitik yang memungkinkan prediksi perilaku dari sistem berdasarkan parameter-parameter dan syarat-syarat awal yang diberikan. Simulasi komputer sering digunakan sebagai masukan bagi pemodelan sistem ketika solusi analitik tidak mungkin diperoleh. Beberapa teknik yang dikembangkan misalnya metode Monte Carlo dan stochastik. Namun masih banyak pemodelan matematik yang tidak bisa diterapkan seperti dinamika fluida kompleks, dinamika pada bidang batas dua medium fluida, proses aberasi pantai, proses pembentukan jaringan dan masih banyak lagi. Beberapa pendekatan baru saat ini tengah berkembang seperti pendekatan-pendekatan dalam kajian sistem kompleks (complex system).
Di bidang pendidikan simulasi komputer juga sangat penting dalam pembelajaran sains seperti fisika pada mekanika gerak peluru dan tumbukan benda yang sulit diamati detail secara real. Melalui simulasi komputer gerak benda akan bisa diamati secara detail demikian juga karakteristiknya. Munculnya media pembelajaran saat ini oleh banyak guru sangat membantu siswa dalam mempercepat pemahaman siswa. Sejumlah perangkat lunak telah ditawarkan baik yang berbayar maupun gratis. Perangkat-perangkat lunak ini banyak kita temui di internet, misalnya Physics Education Technology (PhET) yang dikembangkan di University of Colorado.
Gambar 3 Simulasi gerak peluru menggunakan PhET
2. Grid Computing dan Supercomputer
Simulasi komputer pada penelitian sains sering terkendala sumber daya komputer yang ada ketika model yang dipelajari memerlukan kecepatan proses sangat tinggi. Persoalan ini merupakan latar belakang pengembangan supercomputer yang kini harganya sangat mahal.
Saat ini teknologi grid computing, suatu bagian dari parallel computing, bisa menjadi alternatif pemecahan masalah di atas. Grid computing adalah ‘virtual supercomputer’ yang mendayagunakan seluruh sumber daya teknologi informasi dan komunikasi dalam suatu jaringan secara optimal. Suatu proses dipecah menjadi beberapa bagian lebih kecil dan dikerjakan secara paralel oleh seluruh komputer sehingga diperoleh kecepatan proses yang sangat tinggi. Ini berbeda dengan ide tradisional dari supercomputer yang memiliki banyak prosesor dan dihubungkan secara lokal dengan bus berkecepatan tinggi.
Grid computing kini banyak digunakan untuk menyelesaikan problem-problem besar seperti simulasi gempa, pemodelan iklim atau cuaca dan pembentukan protein dan telah diterapkan sukses oleh banyak institusi seperti National Science Foundation's National Technology Grid, NASA's Information Power Grid dan CERN’s Large Hadron Collider (HLC) Computing Grid. Salah satu penerapannya yang spektakuler pertama kali adalah pada proyek SETI@home yang menggunakan lebih dari 3 juta komputer yang terkoneksi internet di dunia dan mencapai 23,37 teraflop pada September 2001. Prestasi lainnya pada Maret 2008 lalu Folding@home mencapai 1502 teraflop dengan mendayagunakan 270.000 mesin.
3. Berbagi melalui Jaringan
Teknologi jaringan komputer sangat mendukung efisiensi penggunaan perangkat pendukung (peripheral) atau sumber daya (resource) TIK melalui penggunaan bersama sumber daya. Seseorang yang ingin mencetak dokumen tidak harus meminjam dan memasang printer rekan seruangannya ke komputernya untuk bisa mencetaknya. Tapi juga suatu pemborosan apabila pada suatu tempat dimana tiap komputer harus memiliki printer sendiri. Dalam jaringan, suatu perangkat seperti printer yang terpasang pada suatu komputer sebenarnya bisa digunakan (sharing) oleh komputer lainnya.
Demikian juga dengan media penyimpan yang besar bisa dimanfaatkan bersama-sama. Dengan mengatur komputer berkapasitas tinggi sebagai file-server, maka pengguna komputer lain bisa memanfaatkannya untuk menyimpan dan berbagi data. Hak akses bisa diatur dan bisa diakses dari manapun, termasuk dari kota lain, sepanjang server terhubung dalam jaringan intranet/internet. Seperti juga pada web server, file server juga banyak dibangun dengan sistem operasi Linux atas pertimbangan stabilitas dan keamanan.
Jaringan komputer juga bisa dimanfaatkan untuk menggunakan suatu komputer dalam jaringan yang memiliki performan tinggi, dimana kita membutuhkannya karena kecepatan processornya. Sistem operasi Linux memberikan fasilitas ini. Tentu saja program yang akan dijalankan harus disesuaikan dengan sistem operasi pada komputer dan kompiler yang ada. Selain itu sistem operasi Linux juga didukung suatu program aplikasi yang memungkinkan pengoperasian desktop jarak jauh (remote desktop), sehingga tidak hanya pengoperasian berbasis teks saja yang bisa dilakukan tetapi juga pengoperasian yang membutuhkan aplikasi grafis. Dengan remote desktop tampilan GUI (Graphic User Interface) pada komputer yang satu akan muncul di depan layar komputer yang lain.
Di dunia pendidikan berbagi sumber daya merupakan hal yang sangat penting. Mahasiswa dan dosen bisa menggunakan printer bersama dari komputer mana pun dalam jaringan kampus.
4. Visualisasi dan Teknologi Pendidikan
Teknologi grafis dan visualisasi tiga dimensi berbasis komputer menawarkan banyak hal dalam pengembangan bidang sains dan teknologi. Keterbatasan kemampuan dan kecermatan visual manusia membutuhkan teknologi ini. Pemanfaatannya di bidang sains dan teknologi bisa dilihat misalnya pada studi senyawa kompleks, simulasi model alam dan rekayasa.
Di bidang pendidikan teknologi ini juga sangat penting dalam pengembangan media pembelajaran, ketika suatu konsep abstrak sulit diviisualkan. Dukungan grafis 3D memudahkan seseorang dalam mempelajari fenomena dalam ruang. Gerak partikel dalam ruang akibat interaksi medan magnetik misalnya akan tampak jauh lebih mudah dipahami daripada sekedar plot grafik. Visualisasi komputer juga banyak membantu dalam penjelasan fenomena alam yang sulit dijelaskan tanpa bantuan teknik visualisasi yang baik. Beberapa contoh fenomena seperti interaksi
Di bidang fisika fenomena pembangkitan
Gambar 1. Simulasi yang dikembangkan MIT TEAL-Project dengan Java 3D Applet untuk visualisasi gelombang dan percobaan Faraday pada pembelajaran fisika dasar.
Teknologi lainnya yakni virtual reality menggabungkan teknologi grafis dan antarmuka pengguna. Teknologi ini tidak sekedar untuk memvisualisasikan model tetapi juga memungkinkan kita bisa berinteraksi di dalamnya secara virtual. Ini bisa dimanfaatkan misalnya untuk simulasi teknis dan pelatihan praktis atau penjajakan suatu misi riset dan eksplorasi yang beresiko tinggi. Selain untuk tujuan tersebut virtual reality sangat bermanfaat di bidang militer, pelatihan penerbangan dan lain-lain.
5. Data Mining, Machine Learning dan Sistem Inteligen
Teknologi informasi telah membuka cakrawala keilmuan baru untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan mendasar di bidang sains dan teknologi. Beberapa hasil studi seperti pada penambangan data (data mining), pembelajaran mesin (machine learning) dan sistem inteligen (intelligence system) telah diterapkan dalam berbagai kajian penelitian sains dan teknologi seperti pada bioinformatika. Dalam pembelajaran mesin (machine learning) kita mengenal jaringan syaraf tiruan (artificial neural networks), support vector machine (SVM), algoritma genetik (genetic algorithm) dan sistem pembelajaran statistik seperti klasifikator berbasis mixture model yang telah diterapkan secara luas di berbagai bidang.
Suatu penerapannya yang sangat penting saat ini adalah di bidang bioteknologi, khususnya bioinformatika. Pada bioinformatika teknologi informasi dan komunikasi digunakan secara luas, baik dari sisi infrastruktur maupun teori pengolahan informasi. Bioinformatika muncul karena kebutuhan akan pengumpulan, penyimpanan dan penggalian data dari suatu database raksasa terpusat yang berisi data sekuensi DNA, RNA dan protein. Jaringan komputer, dalam hal ini intranet/internet, digunakan sebagai infrastruktur baik dalam pengumpulan data maupun dalam pencarian data. Di bawah proyek dunia untuk pengumpulan data genome baik privat maupun publik kini disimpan pada suatu database besar dan terpusat GenBank. Ini adalah database sekuensi genetik National Institut of Health yang dikelola oleh National Center for Biotechnology Information (NCBI) di USA. Peneliti seluruh dunia kini menggunakannya untuk mengenali suatu sekuensi DNA atau rantai protein, pencarian gen, rancang bangun gen, prediksi struktur protein dan ekspresi gen, sampai pada usaha pemodelan evolusi.
Mendapatkan informasi berharga dari database raksasa tak ubahnya seperti mencari jarum dalam jerami. Bisa dibayangkan bagaimana melacak kedekatan sekuensi sampel yang kita miliki dengan segunung sekuensi data yang ada di bank gen yang saat ini menyimpan lebih dari 9 milyar basis nukleid. Pendekatan pencarian konvensional jelas tidak akan berfungsi. Untuk itu riset di bidang penggalian data, jaringan syaraf tiruan dan pembelajaran mesin masih perlu dilakukan untuk membangun suatu sistem yang bisa membantu menyelesaikan masalah di atas, meskipun beberapa perangkat lunak telah tersedia seperti BLAST. NCBI juga memberikan aplikasi berbasis web untuk memudahkan pencarian terhadap database mereka.
Metode-metode baru seperti pembelajaran mesin sangat intensif dipelajari dan diimplementasikan di bidang teknologi. Pengembangan sistem kontrol adaptif (adaptive control system), robotika dan sistem komunikasi bergerak (mobile communication system) adalah bidang teknik yang terkait langsung dengan pengambangan studi ini. Sejalan dengan permasalahan yang semakin kompleks bidang ini pun semakin membutuhkan pendekatan-pendekatan baru, bahkan hasil-hasil studi di bidang sistem kompleks (compleks system).
6. Pengolahan Sinyal
Kemajuan pesat di bidang teknologi informasi dan komunikasi saat ini dapat dirasakan dari semakin mudah dan murahnya menghasilkan rekaman suara, gambar dan video (multimedia). Bahkan telefon selular saat ini telah mengintegrasikan kemampuan komunikasi dan multimedia dalam satu perangkat.
Perkembangan ini tentu sangat mungkin dimanfaatkan dalam pengembangan sains dan teknologi atau untuk tujuan penerapan praktis. Pada teknologi computer vision dan robotika pengolahan sinyal, khususnya pengolahan citra, telah dimanfaatkan secara optimal untuk tujuan-tujuan seperti sistem inspeksi produksi, identifikasi biometrik, sistem keamanan, pengujian kualitas produk, dan masih banyak lagi.
Pengolahan sinyal adalah analisis, interpretasi, dan manipulasi sinyal-sinyal, meliputi suara, gambar, sinyal biologi seperti ECG dan sebagainya. Pengolahan sinyal-sinyal seperti itu meliputi penapisan (filtering), penyimpanan, rekonstruksi, pemisahan informasi dari derau (noise), kompresi data dan ekstraksi ciri.
Pemrosesan sinyal digital, khususnya teknologi pencitraan (image processing), sangat banyak membantu dalam banyak hal seperti analisis rekam medik (seperti citra hasil MRI), penginderaan jauh (remote sensing), pengelolaan lahan, pemetaan, perencanaan, dan sebagainya. Foto-foto udara yang diambil melalui satelit pun telah bisa dihasilkan dengan resolusi tinggi. Saat ini bahkan hasil citra penginderaan jauh bisa diakses melalui internet secara online seperti yang ditawarkan oleh Google Earth.
D. Diskusi
Telah diuraikan kontribusi sains dan teknologi secara umum dan pengaruhnya terhadap perkembangan TIK serta pemanfaatannya di dunia pendidikan. Juga telah didiskusikan bagaimana TIK bisa dimanfaatkan untuk mengembangkan sains dan teknologi. Pemanfaatannya tidak hanya sebagai sarana pendukung tetapi juga sebagai perangkat pengembang sains dan teknologi itu sendiri serta dan membuka cakrawala keilmuan baru multidisiplin. TIK juga telah mengubah paradigma dalam pembelajaran dengan masuknya teknologi pendidikan dalam strategi pengembangan institusi pendidikan modern. Beberapa aspek TIK sangat membantu dalam peningkatan proses pembelajaran baik dalam pelayanan, penyediaan sumber belajar dan manajemen.
Daftar Pustaka
1. Baxevanis, A.D., Ouellette, F.F. (Ed.). Bioinformatics: a Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins, John Wiley & Sons, 2001.
2. Belcher, John W. “The TEAL Project “Technology Enabled Active Learning”, URL = http://web.mit.edu/jbelcher/www/TEALref/TEAL.pdf , 2005. diakses pada 17 April 2007.
3. Brotosiswoyo, B. Suprapto. Pengantar Teori Komputasi Kuantum, Penerbit ITB, Bandung, 2006.
4. Budiarjo, Eko K. “Taksonomi Manajemen Pengetahuan sebagai Bagian dari Sistem Pembelajaran Elektronik”, 3-th Seminar on ASET, 6 Juni 2006 di Universitas Trisaksi, Jakarta, 2006.
5. Garcia, A. L. Numerical Methods for Physics 2nd Ed., Prentice Hall, 2000.
6. Gonzalez, R. C. and Woods, R. E. Image Processing, 3rd Edition, Prentice Hall, 2007.
7. Hertz, J. A, Palmer, R. G. and Krogh, A. Introduction to the Theory of Neural Computation (Santa Fe Institute Studies in the Sciences of Complexity), Westview Press, 1991.
8. Iswanto, Bambang Heru. New Algorithms of Learning for Mixture Models and Their Applications for Classification and Density Estimation. Berlin: Logos Verlag, 2005.
9. Januszewski, A. and Molenda, M. Educational Technology: A Definition with Commentary, New York: Taylor & Francis Group, Lawrence Erlbaum Ass., 2008.
10. Lim, C.P., Chai, C., S., and Churchill, D. Leading ICT in Education Practices, Microsoft Corp, 2010.
11. UNESCO, UNESCO’s ICT Competency Standard for Teachers. Retrieved 1st July 2008 from http://cst.unesco-ci.org/cites/project/cst/default.aspx .
12. URL = http://en.wikipedia.org/wiki/World_Wide_Web. Diakses pada 3 Mei 2008.
13. URL = http://en.wikipedia.org/wiki/Information_communication_technology. Diakses pada 3 Mei 2008.
14. URL = http://en.wikipedia.org/wiki/Grid_computing. Diakses pada 3 Mei 2008.
15. Vapnik, Vladimir. Statistical Learning Theory. New York: John Willey and Sohn, 1998.
16. Wiryana, I Made. From Germany with IT, Ardi Publishing, 2005.
17. Wolfram, Stephen, A New Kind of Science. Wolfram Media, Inc., 2002.
Note:
[*] Dosen Jurusan Fisika dan Pascasarjana - Universitas Negeri Jakarta
* Dosen Program Magister Teknologi Informasi (MTI), Universitas Bina Nusantara.
No comments:
Post a Comment