DAFTAR BACAAN
4.3 Menghilirkan Sains Menguatkan Negara
Kemanfaatan terbesar yang diharapkan dari proses menghilirkan sains dasar adalah untuk kemas-lahatan bangsa.
114
4.3.1 Kerjasama Perguruan Tinggi dengan Dunia Industri
Sebenarnya perguruan tinggi tidak perlu kesulitan untuk menyiapkan persoalan-persoalan di dunia nyata sebagai bahan kajian di kampus. Kerjasama dengan dunia industri bisa dilakukan untuk memperoleh berbagai topik terkini dalam perkembangan teknologi. Yang terjadi di negara kita, industri bekerja sendiri, melakukan penelitian dan pengembangan sendiri, tanpa didukung penguasaan teori yang baik sehingga tidak optimal. Sebaliknya teori-teori diajarkan di perguruan tinggi, tidak di up date, seiring perkembangan teknologi sehingga mahasiswa menerima teori yang sudah tertinggal puluhan tahun. Akibatnya begitu jadi sarjana dan masuk ke dunia kerja, seolah tidak ada hubungannya apa yang dipelajari bertahun-tahun di bangku kuliah, dengan kenyataan di dunia kerja. Coba saja lihat buku-buku teks yang menjadi referensi kuliah, rata-rata diterbitkan sepuluh tahun yang lalu. Bahkan ada yang lebih tua dari itu. Padahal penemuan-penemuan teknologi selalu diperbaharui bahkan dalam hitungan hari.
a. Matematika
Pada praktiknya, pengembangan Matematika banyak diinspirasi atau distimulasi oleh masalah-masalah industri, diantaranya:
Industri Kimia: Beberapa reaksi Kimia melibatkan transisi fase dan aliran multiphase. Model Matematika terkait memuat persamaan reaksi diffusi tak linier dimana pembagian batas-batas fase berbeda tidak diketahui dan harus ditemukan sebagai bagian dari solusi. Masalah ini telah memotivasi untuk studi analisis numerik masalah bebas batas untuk persamaan diferensial parsial dan telah membawa pada pengembangan teori ukuran geometri.
Eksplorasi Minyak: semua pengetahuan kita tentang isi bumi secara tidak langsung diturunkan dari pengukuran. Di antara teknik yang paling luas digunakan dalam eksplorasi minyak adalah seismologi refleksi, dimana gelombang elastic dikirimkan ke dalam lapisan bumi dan pola refleksi dianalisa untuk mendapatkan informasi struktur dasar. Ini merupakan masalah inverse klasik (classical inverse problem): menurunkan sifat-sifat fisis lapisan kulit bumi diberikan sebuah himpunan data yang terkumpul di dalam seismogram. Hasil penghitungan biasanya tidak tunggal dan perubahan kecil pada data mungkin dapat disamakan dengan perubahan besar dalam sifat yang diestimasi. Investigasi masalah balikan ini membawa pada pentingnya pengembangan dalam analisis ill-posed problem dan kuantifikasi ketidakpastian.
Pencitraan Pengobatan: Semua teknologi pencitraan pengobatan seperti CAT scan dan MRI, menggunakan kesimpulan tak langsung untuk mendapatkan informasi waktu sekarang tentang tubuh manusia. Salah satu teknik yang dipakai adalah magneto-encephalography (MEG), yaitu
115
pengukuran medan magnet ekstrakranial (extracranial magnetic fields) yang diproduksi oleh aktivitas neuron di otak. Struktur dan fungsi otak dapat dipelajari melalui lokalisasi sumber MEG. Teknik tersebut membawa pada penelitian dalam geometri komputasional dan masalah balikan. (inverse problem).
Microelectronics, Nanoelectronics : Kemajuan dalam teknologi chip dihubungkan dengan
kemampuan dalam simulasi komputasional jaringan yang terus membesar dari elemen-elemen dasar seperti transistor, kapasitor dan resistor. Dinamika elemen-elemen dasar ini digambarkan oleh persamaan diferensial dan yang menjadi sasaran segi syarat yang bersifat aljabar yang ditentukan oleh keterhubungan jaringan. Kebutuhan alat-alat sirkuit simulasi yang dapat dipercaya telah menjadikan motivasi yang kuat untuk mempelajari system persamaan diferensial aljabar. Perancangan dan pembuatan material-material berstruktur nano akann membutuhkan kendali dan pemahaman sifat-sifat yang semakin meningkat pada skala nanometer. Efek mekanika kuantum menjadi penting pada skala nano dan permintaan metode-metode Matematika dan komputasional multi-skala.
Logistik, Transportasi : Masalah penjejakan dan optimal menggunakan sumber daya yang ada dapat dirumuskan senbagai proses pada jaringan, yang dalam kehidupan nyata, seringkali sangat banyak dan acak. Optimalisasi campuran diskrit-kontinu untuk proses seperti pada jaringan merupakan tantangan yang berkelanjutan untuk teori Matematika.
Keuangan : Teori persamaan differensial stokastik dan teori martingale menerima dorongan yang significant dari penemuan persamaan Black-Scholes dan perumumannya untuk pemodelan harga saham dan komoditas. Analisis resiko telah distimulasi secara cama oleh teori perubahan ekstrim, Matematika diskrit dan teori game. Pemunculan sistem berdimensi tinggi dalam msalah ekonomi dan keuangan merupakan tantangan baru riset numeric dan komputasional.
Keamanan Informasi (Information Security) : mencakup jangkauan yang luas dari masalah penyusunan dari teori koding dan kriptologi untuk autentikasi, integritas, time-stamping, ketersedian pelayanan, dan proteksi pada sifat intellectual. Permintaan yang bertambah akan informasi dan komunikasi membawa pada pengembangan dalan geometri aljabar dan kriptografi.
Communications : Bagaimana mengoptimalkan paket informasi dan schedule switching merupakan topik yang menarik untuk diteliti pada Matematika, statistika dan ilmu komputer.. Perkembangan zaman dan teknologi yang begitu pesat menjadikan tantangan di dunia industri bagi seorang Matematikawan semakin banyak dan kompleks. Para pelaku industri berharap para Matematikawan dapat menjawabnya. Tantangan tersebut diantaranya:
116
1. Sistem mesin dan proses produksi menjadi bertambah kompleks; optimisasi rancangan, waktu penjualan, dan efektivitas biaya menjadi perhatian utama.
2. Tersedianya mikroprosesor yang sangat kuat dan datangnya tempat penyimpanan data yang murah telah membawa pada perluasan kapasitas penyimpanan data.
3. Konsep-konsep dan metode Matematika memainkan aturan pertumbuhan untuk bioteknologi dan teknologi obat. Banyaknya data dan informasi pada level molecular dan sellular telah meluncurkan suatu revolusi teknologi. Pemahaman kuantitatif yang lebih baik pada proses bioKimia dan bioFisika mengilhami teknologi inovatif pada produksi minuman, material Biologi dan jaringan buatan.
4. Urusan masyarakat telah membawa pada aksi-aksi hukum yang mencerminkan syarat-syarat yang lebih ketat/keras untuk keamanan dan kepercayaan pada pruduk/hasil. Ini semua menuntut validasi, verifikasi dan kuantifikasi ketidakpastian.
5. Kompleksitas: masalah industri berskala besar seringkali dimodelkan sebagai system yang besar atau jaringan objek-objek terkait. Objek-objeknya itu sendiri mungkin berupa jaringan-jaringan yang menggambarkan aspek teknologi, ekonomi, keuangan dan social.
6. Ketidakpastian: yaitu suatu sifat dari masalah industri. Relasi antara masing-masing komponen sistem kadang-kadang dipahami tidak secara sempurna, sebab dan akibat tidak selalu dapat ditentukan dengan pasti dan data yang tersedia mungkin tidak lengkap atau ada kesalahan tujuan eksperimen.
7. Skala berlipat ganda: masalah-masalah industri biasanya tidak bermain pada satu skala waktu atau panjang saja. Sebagai contoh, perilaku makrokospik material bergantung pada interaksi atom dan molekul serta pada akhirnya semakin bertambah kebutuhan untuk lebih baik lagi memahami pembentuknya.
8. Simulasi berskala besar: Ilmu komputer dan teknik telah menjadi elemen yang terintegrasi pada proses perancangan industri. Simulasi numerik berskala besar menggantikan percobaan-percobaan yang semakin bertambah mahal maupun tidak munkin dilakukan. Industri penerbangan merupakan contoh untuk fenomena ini.
9. Data dan Informasi: Ketersediaan komputer-komputer berjaringan, sensor, modul-modul komunikasi dan perangkat monitoring menghasilkan sebuah aliran data yang terus meningkat. Bukan hanya peningkatan kuantitas data tapi juga cara data tersebut terbentuk, seringkali berasal dari berbagai sumber dan dengan derajat ketelitian yang bervariasi.
10. Kerjasama antar disiplin ilmu : Kesuksesan solusi masalah-masalh industri memerlukan kolaborasi para ahli dari disiplin ilmu yang berbeda. Ini diakui oleh industri secara umum bahwa
117
matematik adalah penghubung antara sains dan engineering, dan beberapa industri termasuk Matematikawan berada dalam tim riset industri.
11. Transfer pengetahuan Matematika : Matematika telah melalui suatu periode pertumbuhan yang hebat dan menggemparkan, dan komunitas riset Matematika telah membangun sejumlah besar teknik yang dapat memberikan keuntungan penting untuk industri dan lingkungan masyarakat (Beauzamy, 2002). Mentranslasikan teknik-teknik ini ke bentuk praktis dan pengimplementasian pada model pola yang aplikatif bagaimanapun adalah suatu keharusan.
b. Fisika
Bagaimana ilmu Fisika itu bisa menguatkan atau menciptakan industri?. Untuk menjawab ini tentu diperlukan suatu pemahaman Fisika yang lebih jauh lagi yaitu dilaksanakan di tingkat universitas. Untuk menguatkan industri atau menyokong industri diperlukan suatu kajian ilmu Fisika yang tidak hanya sebatas teori umum tapi materi pengajaran Fisika yang lebih mengarah langsung kepada usaha mendukung industri, seperti masalah penanganan problem dari industri yang muncul (khususnya yang terkait dengan ilmu Fisika) sehingga benar-benar dibutuhkan. Sementara untuk menciptakan industri sendiri tentunya tidak hanya sebatas ilmu teori yang ada tapi harus disertai dengan aplikasi produksi, misalnya bisa dimulai dengan menciptakan peralatan atau perangkat untuk kebutuhan rumah tangga yang sederhana, misalnya untuk perangkat elektronik seperti instrument untuk menghemat daya listrik, teknik pemanasan dan lain sebagainya (bisa dikembangkan dari Praktikum di Laboratorium).
c. Kimia
Kimia adalah ilmu yang mempelajari mengenai komposisi dan sifat zat atau materi dari skala atom hingga molekul serta perubahan atau transformasi serta interaksi mereka untuk membentuk materi yang ditemukan sehari-hari. Kimia juga mempelajari pemahaman sifat dan interaksi atom individu dengan tujuan untuk menerapkan pengetahuan tersebut pada tingkat makroskopik. Dengan mempelajari ilmu Kimia maka manfaat yang dapat kita peroleh antara lain: dapat mengubah bahan alam menjadi produk yang berguna bagi kehidupan manusia, memahami alam sekitar dan gejala yang dijumpainya dan yang lainnya.
Perkembangan Kimia didasari oleh riset-riset yang dilakukan dari masa lampau hingga hari ini. Secara umum riset dibagi kedalam dua jenis riset yaitu riset akademik dan riset membangun yang dilakukan oleh institusi atau Negara. Riset akademik merupakan riset tahapan yang dievaluasi
118
kemajuannya untuk kemajuan IPTEK dan pembentukan kompetensi pelaksanaannya, hasil dari riset akademik dapat berupa publikasi, patent, prototipe laboratorium. Riset membangun merupakan riset akademik yang diarahkan untuk menghasilkan komoditas yang terpasarkan untuk menjamin keberlanjutannya, hasil dari riset ini adalah hasil riset akademik dan komoditas IPTEK.
Riset-riset Kimia sebagian besar dilakukan di universitas, balai penelitian dan laboratorium swasta. Peran serta lembaga-lembaga seperti telah disebutkan diatas dapat membangun sebuah jalinan hubungan untuk mengembangkan Kimia, sehingga dapat diisyaratkan bahwa perkembangan Kimia bergerak mengikuti alur dan membentuk nilai tambah (added value cycle). Bagian ini dijelaskan panjang lebar pada sub subbab 4.2.5.1. yaitu peran Kimia dalam problem solving.