Home Tausiyah Organic Computing: Rahasia Aturan Sederhana

PostHeaderIcon Organic Computing: Rahasia Aturan Sederhana

Anda sedang punya waktu untuk sedikit iseng? Silakan membuka situs google-map atau peta online lain. Masukkanlah koordinat (49.009086, 8.409171) kemudian atur tampilan hingga tampak sebuah bangunan disertai jalanan serta lapangan yang mengelilinginya.

Mungkin, titik yang ditunjuk oleh koordinat, adalah tempat saya duduk saat Anda membaca tulisan ini. Di dalam sebuah gedung bernama Allianz Gebäude atau 'Gedung Allianz', di bagian selatan Universität Karlsruhe, perguruan tinggi berbasis teknologi tertua di Jerman. Entah mengapa dinamakan demikian, yang jelas ada sebuah logo besar dari perusahaan tersebut nampang di bagian luar.


Menjalani waktu-waktu di dalam ruang kerja, kadang saya iseng melongok keluar jendela. Suatu waktu tatapan mata saya memperhatikan beberapa kawanan burung dara yang hinggap di pelataran Kronenplatz (Lapangan Mahkota). Jinaknya unggas ini memang berbeda dengan spesies yang sama di tanah air. Mereka sangat cuek tanpa mempedulikan sekeliling.

Suatu kali, ada seorang anak iseng berlari cepat sambil berteriak-teriak ke arah kawanan burung dara itu. Tujuannya tentu saja untuk menakut-nakuti. Ia berhasil. Hampir serempak, kawanan itu mengepakkan sayap dan terbang menjauh. Kebetulan arahnya tidak terlalu jauh dari jendela ruangan saya di lantai 2 (atau disebut lantai 3 di Indonesia).

Sekilas sepertinya biasa saja. Dengan kecepatan cukup tinggi, sekitar 10 ekor kawanan burung itu terbang menjauh. Tidak sejajar, tidak acak, namun ada kesan kuat bahwa mereka mematuhi aturan-aturan tertentu. Dari jendela saya hanya sempat menyaksikannya sebentar. Kawanan itu kemudian berbelok ke arah lain, masih dengan teratur. Beberapa saat berikutnya tatapan mata saya tak mampu mengikuti mereka lagi.

Kejadian ini mengingatkan saya pada salah satu artikel di situs National Geographic. Mungkin kita semua telah mengetahui fakta adanya macam-macam kawanan hewan memiliki beberapa bentuk kecerdasan. Namun rasanya tidak banyak di antara kita yang tertarik - atau menyempatkan diri - untuk mengetahuinya lebih jauh. Saat ini, ingin saya coba gugah ketertarikan Anda mengenainya.

A single ant or bee isn't smart, but their colonies are. Kalimat ini saya rujuk dari artikel di atas. Sangat menarik untuk disimak. Di situ diceritakan bagaimana para peneliti makhluk hidup menemukan berbagai fakta mengenai kelebihan kawanan hewan yang dikenal dengan istilah Swarm Intelligence.

Melalui tulisan terdahulu yang bertema Organic Computing, sedikit telah saya singgung contoh-contoh penggunaan algoritma koloni semut yang didasarkan pada cara semut mendapatkan makanan secara efisien. Namun sesungguhnya, keajaiban makhluk hidup tidak hanya berkutat pada kawanan semut. Keajaiban itu juga terdapat pada lebah.

Salah satu keunikan lebah berhasil diungkap oleh Tom Seeley, seorang profesor di Cornell University New York, Amerika Serikat. Seeley mengungkapkan, bagaimana kawanan lebah bisa mengambil keputusan yang jitu dalam beberapa permasalahan yang mereka hadapi. Caranya sederhana, yakni sistem voting alias pemungutan suara.

Dikarenakan perkembangan jumlah populasinya, kawanan lebah akan memerlukan sarang baru. Ini sejalan dengan firman Allah, “Dan Tuhanmu mewahyukan kepada lebah, ‘buatlah sarang-sarang di bukit-bukit, di pohon-pohon kayu, dan di tempat-tempat yang dibikin manusia’” (QS. 16:68). Dalam penelitian yang dilakukan, Seeley menyediakan beberapa alternatif lokasi sarang dalam radius tertentu dari sarang lama. Beberapa alternatif dibuat tidak terlalu ideal, dan hanya satu yang dibuat sesuai dari segi ukuran dan kondisi lingkungan. Bagaimana kawanan lebah yang berjumlah ribuan itu memutuskannya?

Awalnya mereka mengutus para penjelajah untuk mencari lokasi-lokasi yang memungkinkan. Berikutnya lebah-lebah lain bertugas memeriksa dan memilih dari beberapa alternatif yang ada. Letak sarang baru akan  ditentukan oleh suara terbanyak layaknya pemungutan suara. Secara luar biasa, pilihan mereka akhirnya jatuh pada alternatif yang telah diatur dengan ideal. Subhanallah.

Fenomena lain yang juga unik adalah kawanan ikan atau School of Fish. Ratusan ikan kecil dapat berenang secara sangat teratur membentuk pola tertentu. Namun saat muncul pemangsa, mereka meningkatkan kewaspadaan kolektifnya. Saat serangan betul-betul tiba, kawanan itu dapat memecah barisan secara mendadak untuk kemudian merapat kembali dengan cepat. Salah satu contoh yang dapat disimak adalah dalam video youtube.

Artikel pada situs National Geographic yang saya kutip di atas juga memaparkan bagaimana sekawanan hewan Caribou (sejenis rusa kutub) dengan lihainya mempermainkan serigala pemangsa. Ketertarikan itu akan lebih tinggi lagi jika kita sadari bahwa dalam semua contoh ini sejatinya hanya sedikit individu dari kawanan hewan ini yang melihat keberadaan, posisi, maupun gerakan pemangsa. Sisanya mengandalkan informasi terbatas dari para “tetangga” dan bergerak secara insting yang telah dikaruniakan.

Para pakar ilmu komputer grafis kemudian mengambil teori ini menjadi landasan dalam membuat simulasi kawanan hewan. Film Batman Returns (1992) adalah film pertama yang menggunakan teori Swarm Intelligence untuk menghadirkan animasi gerakan kawanan pinguin. Kini kita telah melihat model grafis antrian (queue) manusia digunakan dalam film-film perang seperti Troy, Lord of the Rings dan sejenisnya – hingga berbagai game elektronik dengan visualisasi kumpulan makhluk hidup yang tampak sangat realistis secara perilaku.

Bagaimana konsepnya?

Ternyata semua kawanan hewan tersebut hanya memiliki sedikit aturan yang semuanya sangat sederhana. Semisal, kawanan burung terbang, setiap individu hanya mempraktekkan tiga aturan dasar: (1) bergerak menuju tengah kerumunan atau mendekat ke kerumunan yang ada; (2) sesuaikan arah dan kecepatan dengan "tetangga"; dan (3) hindari tabrakan. Diterapkannya ketiga aturan ini dalam visualisasi akan menghasilkan simulasi kawanan burung terbang yang menyerupai realita. Silakan bandingkan antara video dan simulasi sederhana menggunakan software NetLogo (Java required).

Sebuah pertanyaan mungkin muncul, lalu apa tujuan kita mempelajari ini semua? Mengapa ada negara - misalkan Jerman - yang menyediakan dana jutaan Euro hanya untuk mempelajari perilaku kawanan hewan? Mengapa pula dalam perkuliahan di kampus - termasuk yang saya asuh - menggunakan software NetLogo dalam simulasinya?

Ini adalah salah satu titik penting penelitian Organic Computing. Solusi permasalahan kompleks dapat dihadirkan melalui kerjasama para agen yang menerapkan beberapa aturan sederhana. Istilah kerennya Multi Agent System. Masih ingat koloni semut? Kita tahu bahwa tidak ada satu pun dari semut itu yang diminta untuk mencari jalan terpendek hingga ke tujuan. Perintahnya jauh lebih sederhana yakni (1) tinggalkan jejak pheromone;  dan (2) eksplorasi kemungkinan lain atau ikuti jejak terkuat.

Temuan Prof. Marco Dorigo ini yang secara kolektif berhasil menyelesaikan berbagai masalah inefisiensi di berbagai aspek kehidupan mulai dari logistik hingga militer. Ya, hanya berdasarkan sedikit perintah sederhana untuk menyelesaikan permasalahan yang sangat kompleks di hadapan manusia. Yang tidak kalah penting, adalah sebuah pembuktian adanya kerja tim atau sering diistilahkan berjama'ah. Seekor semut tidak mungkin mencari jalan terpendek karena ia tidak punya kemampuan itu, namun kawanan semut terbukti mampu melakukannya.

Di sisi lain, individu-individu semut itu "tidak sadar" jika apa yang dilakukan akan menghasilkan sesuatu yang optimal. Namun bekal yang telah diberikan oleh Allah swt menuntun mereka secara kolektif untuk dapat mengarah ke titik yang tepat. Dalam contoh lain juga dapat kita pastikan bahwa kawanan burung terbang pun tidak melakukan kalkulasi njelimet apa-apa melainkan masing-masing individu patuh dalam mengikuti beberapa aturan sederhana.

Contoh terakhir, di dalam sarang lebah yang sedang diterpa hembusan angin. Seekor lebah akan terbang berkeliling untuk menghangatkan sarangnya tanpa sama sekali mengetahui dan meributkan apakah ada lebah lain melakukan hal serupa dengannya. Dalam benaknya hanyalah bagaimana melaksanakan sebuah "aturan sederhana". Tugas yang jika itu dilakukan secara kolektif bersama-sama lebah lain akan memberikan kontribusi nyata mencapai tujuan.

Manusia tentu saja bisa lebih dari sekedar lebah, burung atau ikan dalam menerapkan “aturan sederhana”. Sikap senantiasa berusaha membuang sampah pada tempatnya, berkeyakinan untuk memboikot produk-produk negara tertentu, atau mahasiswa yang memantapkan hatinya untuk tidak melakukan tindakan curang saat ujian, adalah sebagian kecil contoh dari sekian banyak kemungkinan yang ada.

Para pelaku merasa tidak perlu berlama-lama memusingkan apakah dengan itu maka bumi akan lebih sehat, perdamaian dunia dicapai lebih cepat, atau bagaimana bangsa Indonesia semakin bermartabat. Mereka hanya merasa perlu mengikuti sebuah aturan sederhana... dan kemudian tumbuh perasaan yakin telah berkontribusi. Dan jika ditanya, hampir pasti mereka akan mengatakan tidak mungkin untuk menakar efek tindakan yang dilakukan dalam mencapai keberhasilan yang lebih besar.

---

Dan tidaklah Kami ciptakan Iangit dan bumi dan segala yang ada di antara keduanya dengan bermain-main.
(QS. 21:16)

Katakanlah: "Hai kaumku, bekerjalah sesuai dengan keadaanmu, sesungguhnya aku akan bekerja (pula), maka kelak kamu akan mengetahui,
(QS. 39:39)
 
Main Menu
Cermin
"Dunia adalah penjara bagi kaum beriman, kuburan sebagai bentengnya dan Syurga merupakan tempat tinggalnya. Dunia merupakan Syurga orang kafir, kuburan penjaranya dan neraka tempat tinggalnya." (al hadits)