BAB I PENDAHULUAN Bab ini membahas pendahuluan tugas akhir yang meliputi latar belakang, rumusan masalah, tujuan, batasan masalah, metodologi dan sistematika pembahasan. I.1 Latar Belakang Manusia masih mempunyai kemampuan yang terbatas padahal sekarang ini meningkatkan kemampuan salah satunya kemampuan otak merupakan suatu kebutuhan penting. Di dalam masyarakat yang kompetitif dan penuh dengan informasi, kemampuan otak merupakan kunci mencapai prestasi baik profesional maupun pribadi. Sekarang ini banyak orang memiliki kemampuan otak yang melemah dan memiliki kemampuan otak lebih tua dari usianya. Padahal otak manusia sesungguhnya memiliki lebih banyak kemampuan untuk bekerja daripada yang dimiliki komputer paling canggih sekalipun yang berarti bisa melakukan apa saja yang dikerjakan oleh komputer dengan lebih cepat dan lebih baik. Berikut ini adalah beberapa pernyataan mengenai kapasitas otak manusia sebagaimana diungkapkan dalam The Brain oleh Profesor Isaac Asimov [STI06]: 1. Mengapa manusia tidak menjadi pembelajar yang lebih baik padahal manusia memiliki 200 miliar sel otak yang berarti sama banyaknya dengan jumlah bintang di sejumlah galaksi. 2. Mengapa manusia tidak bisa lebih baik dalam mengingat sesuatu hal padahal otak manusia mampu menyimpan 100 miliar bit informasi yang berarti ekuivalen dengan 500 ensiklopedia. 3. Mengapa manusia tidak bisa menjadi pemikir yang lebih cepat padahal pikiran manusia mengalir dengan kecepatan lebih dari 540 km per jam yang berarti lebih cepat daripada kereta api tercepat yang ada. 4. Mengapa manusia tidak lebih baik dalam memahami sesuatu hal padahal otak manusia mempunyai lebih dari 100 triliun kemungkinan koneksi atau sambungan yang berarti ini akan menjadi computer yang paling canggih. 5. Mengapa manusia tidak lebih kreatif padahal manusia rata-rata melakukan 4000 pemikiran setiap 24 jam yang berarti 400 ribu sehari apabila 100 per pikiran. I-1
I-2 Hal ini disebabkan karena kebanyakan dari semua orang hanya memanfaatkan 10 persen dari otaknya sehingga menyisakan 90 persen potensi kemampuan otak tidak dikeluarkan. Dalam satu jam 60 persen dari segala sesuatu yang dipelajari akan terlupakan dan dalam satu bulan yang manusia lupakan mencapai 80%. [STI06] Menggunakan otak sebanyak dua kali lipat bukan berarti memerlukan usaha dua kali lipat. Yang diperlukan adalah melatih otak setiap hari dan belajar menggunakan otak secara efisien sehingga bisa menghasilkan dua kali lipat lebih besar dengan energi yang lebih kecil dari sebelumnya. Seperti tubuh dan otot-otot, kemampuan otak makin lama makin melemah jika tidak dilatih setiap hari. Kemampuan otak makin melemah juga disebabkan oleh stres. Stres menjadi penghalang kemampuan otak untuk menerima dan menguasai informasi baru karena pikiran selalu bergerak mengembara dan tidak pernah beristirahat sehingga otak tidak dapat bekerja secara optimal. Dengan melatih otak secara terus menerus setiap hari, maka kemampuan otak dapat ditingkatkan bahkan hingga seratus kali lipat. Salah satu cara meningkatkan kemampuan otak manusia adalah dengan memanfaatkan teknologi untuk meningkatkan kemampuan manusia. [WAR05] Sudah ada teknologi yang membantu manusia yaitu Brain Computer Interface (BCI), di mana teknologi ini dapat membuat user dapat berkomunikasi secara langsung dengan komputer tanpa memerlukan gerakan fisik. Hanya sinyal elektrik otak yang digunakan. [KRO05] Dengan memakai sistem BCI yaitu kumpulan dari sensor dan komponen pemroses gelombang (bisa meliputi tampilan layar dan stimulator sensor) yang menerjemahkan aktivitas otak seseorang secara langsung ke kontrol yang berguna atau gelombang komunikasi, dapat digunakan sebagai teknologi bantu menghubungkan perbedaan kemampuan antara orang dengan lingkungannya, contoh sistem BCI dapat membantu seseorang yang mengalami kebutaan menjadi bisa melihat. [KRO05] Para ilmuwan di Saint Louis University School of Medicine menemukan cara pertama yang dapat membalikkan efek kebutaan pada pasien buta. Cara ini dengan memasang alat yang menampilkan input (masukan) dan mengirimkan sinyal gelombang secara langsung ke otak untuk diproses. Caranya dengan menanamkan elektroda ke dalam otak dan memasang kamera kecil pada ujung kacamata untuk mengirimkan gelombang video ke
I-3 komputer. Komputer memproses informasi dan mengirimkan informasi. Elektroda dalam tengkorak pasien akan merangsang bagian belakang otak, tempat menciptakan gambaran visual. Gambaran tersebut akan digambarkan dengan apa yang terlihat jika melihat bola lampu mati, jadi seperti rangkaian titik-titik yang ada pada papan nilai pada pertandingan olahraga di stadion. [MEI07] Penelitian BCI secara langsung (yang ditanam di otak) mempunyai target memperbaiki penglihatan yang rusak dan menyediakan fungsionalitas baru ke orang-orang yang tidak bisa bergerak. BCI ini ditanamkan secara langsung ke sel otak abu-abu selama operasi. Alat ini akan menghasilkan kualitas gelombang yang berkualitas tinggi. Penanaman sesuatu ke otak secara langsung diterapkan pada kebutaan yang bukan bawaan sejak lahir. Peneliti pertama yang menghasilkan BCI untuk menyembuhkan penglihatan adalah William Dobelle. Prototipe pertamanya ditanamkan pada seseorang buta pada usia dewasa bernama Jerry. BCI yang terdiri dari 68 elektroda ditanamkan pada korteks penglihatan dan sukses dalam memproduksi perasaan melihat cahaya. Sistem ini menyertakan kamera ke kacamata untuk menghasilkan gelombang ke alat yang ditanam ke otak sehingga membuat Jerry dapat melihat bayangan abu-abu. Saat ini dengan elektronik yang diperkecil dan komputer yang cepat membuat mata buatan tersebut lebih mudah dibawa ke mana-mana dan dapat membuat melakukan pekerjaan tanpa dibantu. [CBC03] Pada tahun 2002, Jens Naumann yang juga buta pada usia dewasa menjadi pasien kedua William Dobelle dalam menerapkan BCI yang ditanam ke otak. Pada alat generasi kedua yang dibuatnya digunakan penanaman yang lebih rumit sehingga menghasilkan pemetaan yang lebih baik dari perasaan melihat cahaya ke penglihatan yang sesungguhnya. Perasaan melihat cahaya disebarkan ke daerah penglihatan. Setelah penanaman ini, Jens dapat menggunakan penglihatannya yang membaik walau tidak sempurna untuk mengendarai mobil ke area penelitian. [WIK07] Dengan menggunakan kemampuan BCI yang bisa membuat orang buta bisa melihat, kemampuan orang buta dapat ditingkatkan dengan meningkatkan kemampuan otak orang buta. Apabila selama ini kemampuan penglihatan otak orang buta yang menurun karena tidak pernah digunakan lagi (karena sebelumnya orang buta ini bisa melihat, jadi belum
I-4 pernah tidak melihat sama sekali atau minimal pernah melihat), setelah bisa melihat, kemampuan penglihatan ini dapat ditingkatkan sehingga kemampuan otak nya dapat meningkat dan berkembang. Kemampuan penglihatan juga bisa ditingkatkan dari kemampuan otak lainnya (kemampuan mengingat, berhitung, analisis, identifikasi), di mana apabila salah satu kemampuan otak berkembang, bisa mempengaruhi kemampuan otak bagian lain untuk berkembang. I.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dikemukakan sebelumnya, maka yang menjadi permasalahan utama dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah dengan kemampuan penglihatan otak orang buta yang menurun karena tidak pernah digunakan lagi, bagaimana merancang sistem untuk meningkatkan kemampuan otak untuk pemanfaatan terhadap orang buta yang memakai BCI dengan meningkatkan kemampuan ingatan (memori), analisis, berpikir, menghitung, verbal (lingustik/bahasa) dan mengidentifikasi. I.3 Tujuan Tujuan utama dari pelaksanaan tugas akhir ini adalah : 1. Melakukan perancangan model interaksi sistem peningkatan kemampuan otak terhadap orang buta yang sudah memakai BCI dengan meningkatkan kemampuan ingatan (memori), analisis, berpikir, menghitung, verbal (lingustik/bahasa) dan mengidentifikasi. Sistem ini mampu menghasilkan penilaian berapa usia otak dan berat otak melalui rangkaian tes dan memberikan rekomendasi tes-tes kemampuan yang dapat dilatih setiap harinya untuk meningkatkan kemampuan otak serta menunjukkan grafik kemampuan otak setiap harinya sehingga bisa dibandingkan. 2. Mempelajari dan menganalisis perancangan interaksi yang terjadi antara sistem dengan user. 3. Memperoleh pemahaman mengenai interaksi user sebagai pengguna dengan sistem dan tasks yang ada dalam sistem peningkatan kemampuan otak orang buta yang memakai BCI untuk mendapatkan perancangan Task Analysis dan Task Design. Task di sini adalah kegiatan yang dilakukan atau dikerjakan oleh sistem maupun oleh user.
I-5 4. Melakukan pemahaman tentang skenario dan simulasi untuk mendapatkan perancangan skenario dan implementasi sistem berupa model interaksi dan simulasi untuk menggambarkan interaksi sistem. Tujuan pendukung dari tugas akhir ini adalah: 1. Memperoleh pemahaman mengenai kemampuan otak dan penglihatan orang buta yang bisa melihat dengan bantuan BCI. 2. Memperoleh pemahaman mengenai persamaan dan perbedaan otak orang normal dan orang buta yang sudah bisa melihat dengan bantuan BCI. 3. Memperoleh pemahaman mengenai proses pembelajaran kemampuan otak 4. Memperoleh pemahaman mengenai proses mengingat, berpikir, analisis, berhitung, verbal (lingustik/bahasa) dan mengidentifikasi dalam meningkatkan kemampuan otak. Hasil dari pelaksanaan tugas akhir ini adalah: 1. Sistem peningkatan kemampuan otak yang dapat digunakan terhadap orang buta yang memakai BCI dan orang normal, dengan perancangan sistem yang disesuaikan (baik antarmuka sistem maupun bantuan sistem seperti audio atau suara) untuk pemakaian orang buta yang memakai BCI karena orang normal akan bisa memakai sistem yang akan dipakai oleh orang buta yang memakai BCI dan metode yang digunakan dalam meningkatkan kemampuan otak yaitu model pelatihan Train Your Brain DR Kawashima ditujukan untuk orang normal. I.4 Batasan Masalah Batasan-batasan masalah dalam tugas akhir ini ditentukan sebagai berikut: 1. Orang buta yang mengalami kebutaan pada usia dewasa yang sudah memakai BCI, jadi diasumsikan orang buta tersebut sudah pernah melihat. 2. BCI sudah sempurna dan sudah bisa menangani error. 3. Ruang lingkup BCI yang dibahas adalah mengenai kemampuan sistem BCI dalam mendukung user agar bisa berinteraksi dengan sistem peningkatan kemampuan otak. Jadi yang dibahas adalah interaksi sistem peningkatan kemampuan otak dengan user yang memakai sistem BCI.
I-6 4. Kemampuan otak yang ditingkatkan adalah kemampuan ingatan (memori), analisis, berpikir, verbal/linguistik, menghitung dan mengidentifikasi. 5. Hasil implementasi berupa simulasi skenario interaksi antara user dan sistem peningkatan kemampuan otak. 6. Cara mendapatkan kemampuan otak optimal yang lain seperti melalui gaya belajar dan media belajar tidak akan dimasukkan di dalam implementasi sistem. I.5 Metodologi Uraian berikut merupakan penjelasan skema metodologi pelaksanaan tugas akhir yang diilustrasikan pada gambar I-1. 1. Tinjauan Pustaka. Tinjauan Pustaka dilakukan terhadap sejumlah buku dan situs internet tentang Brain Computer Interface (BCI), kemampuan otak, konsep pembelajaran otak, proses mengingat, berpikir, analisis, menghitung dan mengidentifikasi dalam meningkatkan kemampuan otak, tes psikologi dan metode pemodelan interaksi (sistem interaksi manusia dengan komputer). 2. Analisis Model Interaksi. Pada tahap analisis dilakukan identifikasi masalah dan prospek, perancangan solusi, pendefinisian parameter usability, pengkategorian aktor, State Transition Diagram dan dibuat Task Analysis. Pada Task Analysis dilakukan pendefinisian task-task yang dilakukan. 3. Perancangan Model Interaksi. Pada tahap perancangan dilakukan perancangan Task Design. Pada tahap ini didefinisikan task dan dilakukan pemetaan task antara sistem dengan user sebagai pengguna berdasarkan interaksi (interaction) dan penyelesaian masalah (problem solving) antara sistem dengan user serta skenario menggunakan sistem. 4. Implementasi. Pada tahap ini dilakukan perancangan interaksi sistem peningkatan kemampuan otak dengan membangun sebuah simulasi skenario interaksi B3TS. Metodologi yang digunakan dalam pelaksanaan kegiatan tugas akhir ini dapat dilihat pada gambar I-1.
I-7 Gambar I-1 Skema Metodologi Pelaksanaan Tugas Akhir I.6 Sistematika Pembahasan Sistematika laporan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. BAB I PENDAHULUAN Bab ini menguraikan latar belakang dari masalah yang akan dikaji, rumusan masalah, tujuan yang ingin dicapai, batasan masalah, serta metodologi yang digunakan. 2. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini membahas teori yang mendasari penyelesaian persoalan pada tugas akhir. Beberapa kajian teori yang dibahas dalam bab ini mencakup pemahaman mengenai Brain Computer Interface (BCI), kemampuan otak, konsep pembelajaran otak, proses mengingat, berpikir, analisis, berhitung, verbal (lingustik/bahasa) dan mengidentifikasi dalam meningkatkan kemampuan otak, metode pemodelan interaksi, State Transition Diagram. 3. BAB III ANALISIS MODEL INTERAKSI Bab ini membahas identifikasi kebutuhan sistem peningkatan kemampuan otak orang buta yang memakai BCI dimulai dari metodologi perancangan interaksi, identifikasi
I-8 masalah dan prospek, perancangan solusi, pendefinisian parameter usability, pengkategorian aktor, State Transition Diagram B3TS dan dibuat Task Analysis. Pada Task Analysis dilakukan pendefinisian task-task yang dilakukan. 4. BAB IV PERANCANGAN MODEL INTERAKSI Bab ini membahas perancangan model interaksi yaitu Task Design dengan didefinisikan task dan dilakukan pemetaan task antara sistem dengan user dan bagaimana interaksi dan penyelesaian masalah antara sistem dengan user serta skenario menggunakan sistem. 5. BAB V SIMULASI SKENARIO SIMULASI Bab ini akan menjelaskan hasil implementasi perancangan sistem peningkatan kemampuan otak dengan membangun sebuah simulasi skenario interaksi B3TS 6. BAB VI PENUTUP Bab ini memuat kesimpulan yang diperoleh selama pelaksanaan tugas akhir dan saran yang dapat menjadi masukan bagi pengembangan lebih lanjut terhadap topik yang dikaji.