Karya Tulis Ilmiah, Indonesia, dan Knowledge-based Economy

Di dunia akademia, terutama di universitas yang berbasis riset (research-based university), publikasi di jurnal ataupun konferensi ilmiah merupakan salah satu bentuk luaran yang diharapkan sebagai hasil dari penelitian yang dilakukan oleh dosen ataupun peneliti. Karya tulis ilmiah (paper) merupakan bukti bahwa hasil penelitian tersebut sudah dapat dipertanggungjawabkan secara akademik dan juga memiliki kontribusi yang berarti ke ilmu pengetahuan. Karya tulis tentunya tidak keluar begitu saja, tetapi karya tulis tersebut juga harus ditinjau (review) terlebih dahulu oleh para mitra bestari (reviewer) yang juga merupakan ahli di bidangnya. Oleh karena itu, apalagi pada jurnal-jurnal papan atas, tidak sembarang hasil penelitian yang bisa dipublikasikan. Para mitra bestari juga memiliki tugas untuk menyaring karya tulis ilmiah yang hasilnya bisa dipertanggungjawabkan, dalam artian bahwa hasil yang dituliskan di karya tulis bukanlah produk dari manipulasi data.  Universitas berbasis riset juga dicirikan dengan banyaknya mahasiswa Doktor dan juga peneliti postdoktoral yang menjadi SDM andalan dalam melakukan penelitian dan menulis karya tulis ilmiah.

Pertanyaan pertama adalah: mengapa dosen di universitas berbasis riset harus melakukan penelitian? Mengapa susah-susah melakukan penelitian padahal kita tinggal memanfaatkan ilmu yang sudah ada? Jawaban dari pertanyaan ini adalah karena universitas berbasis riset memiliki tugas untuk memproduksi dan memajukan ilmu pengetahuan, bukan semata-mata memakai ilmu yang sudah ada. Ilmu pengetahuan harus dimajukan karena dengan cara itulah umat manusia bisa menemukan solusi dari permasalahan-permasalahan di dunia yang semakin kompleks. Hal inilah yang menjadi misi utama dari universitas berbasis riset dan juga institusi-institusi penelitian lainnya. Peran karya tulis ilmiah disini adalah sebagai medium bagi para dosen / peneliti untuk mendiseminasikan hasil penelitian mereka kepada masyarakat akademik dan juga masyarakat luas. Mengambil contoh dari bidang saya, algoritma Gaussian Process / Kriging, yang saat ini banyak digunakan untuk membuat model statistik di ilmu kebumian / teknik dan juga meningkatkan kapabilitas model prediksi machine learning, berawal dari karya tulis “A statistical Approach to some Basic Mine Valuation Problems on The Witswaterrand” yang dipublikasikan pada Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy pada tahun 1951. Jika saja sang penulis (Daniel Krige) tidak menulis dan mempublikasikan hasil penelitiannya saat itu, dunia tidak akan mengenal metode Kriging yang saat ini banyak dipakai di ilmu geostatistik. Harus kita akui bahwa Indonesia saat ini belum memiliki peran yang besar dalam dunia pengetahuan global. Akan tetapi, kita dapat menemukan keberadaan kantong-kantong kecil dalam artian bahwa ada peneliti-peneliti Indonesia yang juga memiliki peran besar di pengetahuan dunia.

Banyak institusi akademik di Indonesia saat ini sedang tergila-gila dengan Scopus. Apapun hasil, konferensi, dan jurnal-nya, yang penting publikasikan saja agar terindeks oleh Scopus (Scopus sendiri adalah database jurnal dan juga sitasi yang dimiliki oleh Elsevier). Perlu diketahui bahwa Scopus juga membagi-bagi jurnal ilmiah menjadi 4 kuadran, yaitu Q1, Q2, Q3, dan Q4, untuk masing-masing bidang. Semakin top suatu jurnal, maka jurnal tersebut akan berada di kuadran yang semakin tinggi (Q1). Kita mengenal jurnal seperti Nature dan Science yang merupakan jurnal sains terkemuka yang hanya mempublikasikan penelitian-penelitian dengan kontribusi besar dalam sains. Di bidang saya, teknik dirgantara, jurnal-jurnal yang berada di Q1 mencakup Progress in Aerospace Sciences, AIAA Journal, dan Aerospace Science and Technology, untuk menyebut beberapa. Bagi yang sering menggunakan perangkat lunak computational fluid dynamics pasti mengenal model turbulen k-omega yang pertama kali diperkenalkan kepada dunia menggunakan medium AIAA Journal. Harus diakui bahwa tidak semua publikasi yang berada di Scopus memiliki nilai ilmiah yang tinggi atau bahkan sebenarnya tidak memiliki nilai ilmiah sama sekali, dimana hal ini dikarenakan karena database Scopus saat ini sudah sangat besar dan kontrol kualitas mungkin semakin berkurang. Akan tetapi, semakin tinggi kuadran suatu jurnal, maka semakin tinggi juga kualitas jurnal tersebut dalam hal kualitas artikel, keketatan peer-review, dan tingkat kebaruan beserta kontribusi artikel tersebut ke ilmu pengetahuan. Disinilah letak salah kaprah komunitas akademia kita yang mengganggap bahwa ketika suatu artikel sudah masuk Scopus maka kualitas dari artikel tersebut pasti sudah tinggi. Alhasil, institusi-institusi Indonesia berlomba-lomba mempublikasikan karya tulis yang terindeks Scopus tanpa mempedulikan kualitas dan nilai kebaruan. Harusnya jika kita peduli dengan kontribusi Indonesia ke ilmu pengetahuan global, maka kita juga perlu mempertimbangkan kualitas penelitian dan juga karya tulis kita.

Di lain pihak, saya juga pernah mendengar selentingan-selentingan seperti “paper adalah karya paling rendah” atau “paper itu jauh kalah nilainya dibandingkan dengan produk industri” terutama dari kalangan yang bergerak di industri ataupun dosen-dosen yang memiliki banyak proyek. Perlu diingat bahwa jika kita kembali ke misi universitas berbasis riset, maka dosen juga memiliki peran dalam memajukan ilmu pengetahuan. Acapkali, proyek merupakan aplikasi dari ilmu pengetahuan yang sudah ada (walaupun pasti ada saja proyek yang memiliki nilai keilmuan). Tidak semua produk industri juga merupakan hasil dari inovasi ataupun merupakan teknologi yang baru. Saat ini Indonesia memiliki unicorn-unicorn e-commerce berprestasi yang menggunakan teknologi machine learning modern, tetapi mengenai apakah kita sendiri berkontribusi terhadap perkembangan teknologi tersebut (seperti menciptakan metode-metode baru yang lebih efisien) itu merupakan suatu pertanyaan yang berbeda. Tentunya kita sangat perlu mengapresiasi produk-produk industri buatan Indonesia, akan tetapi membandingkan produk industri dengan karya ilmiah merupakan tindakan yang salah kaprah. Selain itu, karya tulis ilmiah dan produk industri bukanlah dua hal yang pantas dibandingkan, bukanlah perbandingan antara apel dengan apel. Untuk peneliti yang bergerak di bidang matematika komputasional, karya yang ia hasilkan adalah karya tulis ilmiah di suatu jurnal yang menjelaskan kontribusi dari penelitian yang dilakukan. Aljabar linear merupakan salah satu cabang matematika yang banyak digunakan di industri dan masih terus berkembang hingga saat ini berkat penelitian-penelitian yang terus dilakukan dan hasilnya juga terus didesiminasikan dalam bentuk artikel di jurnal; aplikasi dan inovasi yang lebih canggih ke depan akan dicapai seiring dengan kemajuan ilmu aljabar linear. Lalu, bagaimana juga dengan peneliti di bidang zoology atau astrofisika, apakah mereka harus melakukan penelitian mereka dengan mengarah ke suatu produk?

Tugas awal dari seorang peneliti di institusi penelitian ataupun perguruan tinggi adalah memajukan ilmu pengetahuan dan bukanlah menciptakan produk. Bisa saja kemudian ada spin-off dan akhirnya menciptakan inovasi yang sejati, tetapi hal itu baru bisa terjadi ketika ada unsur pengetahuan baru yang diciptakan. Orang yang pernah memakai CFD banyak yang memakai model turbulen k-omega tanpa menyadari bahwa k-omega diciptakan dari penelitian (DCW Industries adalah institusi yang khusus melakukan penelitian dan pengembangan di bidang fluida). Kita yang mempelajari mekanika fluida pasti juga pernah mendengar nama Ludwig Prandtl. Dalam karya tulis “Über Flüssigkeitsbewegung bei sehr kleiner Reibung (On the Motion of Fluids in Very Little Friction)”, Prandtl menjelaskan tentang lapisan batas yang merupakan fenomena penting dalam desain mesin fluida dan juga aerodinamika pesawat terbang. Ini adalah suatu contoh penelitian dan karya tulis ilmiah yang memiliki manfaat sangat besar untuk kemajuan sains dan teknologi dunia. Perlu dicatat bahwa industri juga dapat berkolaborasi dengan universitas untuk menciptakan inovasi. Sebagai contoh, laboratorium tempat saya bekerja di Jepang dulu menciptakan metode-metode desain komputasional terbaru yang telah diaplikasikan untuk menciptakan produk-produk industri yang inovatif (contoh: desain aerodinamika Mitsubishi Regional Jet). Perusahaan besar seperti Amazon dan Uber pun juga memiliki divisi research and development yang diisi oleh Doktor-Doktor berkaliber; mereka pun juga mempublikasikan hasil penelitian mereka di jurnal dan konferensi internasional.

Kritik saya ini bersifat dua arah, pertama kepada komunitas akademia (dimana saya juga terlibat di dalamnya) dan juga komunitas non-akademia. Komunitas akademia Indonesia saat ini lebih mementingkan publikasi yang terindeks Scopus tetapi tidak terlalu peduli dengan nilai keilmuan. Dalam komunitas akademia sendiri bahkan ada yang tidak peduli sama sekali pada kemajuan ilmu pengetahuan. Komunitas non-akademia, terutama industri, sering kali mengesampingkan pentingnya kemajuan ilmu pengetahuan dan tidak menyadari bahwa inovasi sejati itu lahir dari hal tersebut. Ada juga yang berkata “yang penting manfaatnya untuk masyarakat”; ya, manfaat produk industri memang langsung dapat dirasakan oleh masyarakat, tetapi masalah-masalah kita yang semakin kompleks di masa depan tidak bisa diatasi sepenuhnya dengan teknologi dan ilmu pengetahuan yang kita miliki sekarang ini. Kembali ke Ludwig Prandtl, sangat mungkin jika Prandtl tidak mempublikasikan karya tulisnya maka teknologi umat manusia yang berhubungan dengan fluida (pesawat terbang dan turbin, sebagai contoh) tidak akan menjadi seperti sekarang ini. Semua pada akhirnya akan memiliki manfaat untuk masyarakat, baik dalam waktu dekat ataupun dalam waktu yang lama. Daripada kita sibuk membuat dikotomi industri dan akademia, akan jauh lebih baik dan produktif jika kolaborasi yang kuat dilakukan antara kedua institusi tersebut.

Saat ini Indonesia bukanlah negara yang berbasis knowledge-based economy, kita mungkin menuju ke arah tersebut tetapi masih jauh. World Bank mengembangkan dan menggunakan instrumen Knowledge Assessment Measures (KAM) untuk menganalisis tingkat knowledge-based economy dari suatu negara. Lalu, hal apakah yang menjadi indikator inovasi dari suatu negara? KAM memiliki tiga indikator, yaitu (1) jumlah peneliti di riset dan pengembangan (R&D), (2) aplikasi paten yang diberikan oleh USPTO, dan (3)  jumlah artikel saintifik dan teknikal yang dipublikasikan negara tersebut (semua dihitung per satu juta penduduk). Jelas disini bahwa karya tulis ilmiah memiliki peran yang tinggi dalam knowledge-based economy dikarenakan konten kebaruan dalam ilmu pengetahuan yang dimiliki oleh karya tulis ilmiah. Hal ini juga erat kaitannya dengan jumlah mahasiswa Doktoral di akademia yang, dimana seperti telah disebutkan sebelumnya, memiliki kontribusi besar dalam produksi ilmu pengetahuan dan inovasi. Lalu bagaimana dengan nilai Indonesia? Saat saya menulis tulisan ini, peringkat Indonesia untuk jumlah artikel saintifik dan teknik berada di peringkat 48, satu peringkat di bawah Slovakia dan satu peringkat di atas Kroasia (berdasarkan Scopus). Akan tetapi, perlu dicatat bahwa jumlah populasi Slovakia dan Kroasia berada di antara 4-6 juta penduduk pada tahun 2019, sementara Indonesia memiliki 264 juta penduduk! Ini berarti jika dibagi dengan jumlah penduduk, maka kontribusi relatif Indonesia terhadap ilmu pengetahuan global akan menjadi sangat kecil.

Bagaimana dengan ke depannya? Tentunya pihak akademia, industri, dan pemerintah harus bersinergi dan saling bekerjasama untuk memajukan kesejahteraan masyarakat Indonesia (bahkan dunia!). Kita tidak memerlukan lagi dikotomi akademia dan industri karena kolaborasilah yang kita butuhkan. Sebagai dosen yang berkarir di universitas berbasis riset, kami memiliki dalam tugas mengajarkan ilmu pengetahuan kepada mahasiswa dan juga memajukan ilmu pengetahuan. Ilmu pengetahuan ini manfaatnya untuk siapa saja, tidak hanya untuk komunitas akademia saja. Selain itu, walau saya juga merasa perlu adanya triple-helix yang lebih kuat antara akademia, industri, dan pemerintah, akademia tidak boleh sepenuhnya dibatasi dalam meneliti dan berkarya. Akademia kita juga harus lebih mendorong kemajuan ilmu pengetahuan, bukan hanya sekedar mempublikasikan karya ilmiah asal-asalan di Scopus. Karya ilmiah berkualitas tinggi tentunya juga memiliki nilai keilmuan yang tinggi dan akan memiliki manfaat yang besar. Kita juga harus lebih mendorong munculnya universitas-universitas berbasis riset yang baru, selain juga terus meningkatkan kualitas dan kuantitas jumlah mahasiswa pascasarjana di universitas-universitas berbasis riset yang sudah ada. Ilmu pengetahuan, dilihat dari sudut pandang apapun, selalu memiliki manfaat baik untuk saat ini ataupun untuk jauh di depan. Terlebih, ilmu pengetahuan tidak mengenal kebangsaan, ilmu pengetahuan itu menembus batas negara dan juga waktu.

Bandung

15 Desember 2019

 

Penulis adalah dosen di Kelompok Keahlian Fisika Terbang, Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara, Institut Teknologi Bandung. Karya tulis-karya tulis ilmiah penulis dapat dilihat di akun Google scholar milik penulis. Website pribadi penulis dapat dilihat di link ini.

 

Dari Universitas Tokyo ke Universitas Tohoku

Sudah satu setengah tahun berlalu semenjak saya menyelesaikan sidang Doktoral saya di Universitas Tokyo (University of Tokyo, Tokyo Daigaku). Salah satu persyaratan kelulusan program Doktoral saya saat itu adalah saya harus menemui masing-masing penguji, yang totalnya berjumlah lima orang, untuk menyampaikan hasil dari disertasi saya yang akan saya pertahankan saat sidang nantinya. Dari empat orang penguji di luar pembimbing saya, dua orang adalah professor di bidang aeronautika dan astronotika di Universitas Tokyo (Professor Shinji Suzuki dan Professor Kenichi Rinoie), satu professor di Japan Aerospace Exploration Agency (Associate Professor Akira Oyama), dan satu lagi professor di Tohoku University (Associate Professor Koji Shimoyama). Yang terakhir ini cukup spesial untuk saya, karena beliau adalah orang yang menjadi mentor saya di universitas Tohoku (Tohoku University, Tohoku Daigaku) saat ini. Saat pertemuan pra-sidang dengan beliau, beliau menawarkan saya untuk menjadi research associate/postdoctoral fellow di Universitas Tohoku. Sebelumnya kami telah bertemu di Florida, Amerika, atas inisiatif dari saya sendiri. Saat itu saya memberanikan diri untuk bertemu dan berdiskusi beliau saat berada di Amerika, mengingat beliau adalah professor muda yang cukup terkenal di bidangnya dan saya rasa saya bisa mendapatkan sesuatu jika berkenalan dengan beliau. Benar saja, siapa sangka dari sebuah komunikasi kecil tersebut saya akhirnya dapat melakukan penelitian di Aerospace Fluid Engineering Laboratory di Universitas Tohoku yang terkenal dengan kerjasamanya bersama Mitsubishi Heavy Industries dalam merancang sayap Mitsubishi Regional Jet. Lab. Aerospace Fluid Engineering sendiri berada di bawah tanggung jawab professor Shigeru Obayashi yang merupakan seorang pionir di bidang perancangan dan eksplorasi desain aerodinamika dengan menggunakan metode genetic algorithm. Universitas Tohoku sendiri adalah universitas level dunia yang memiliki rekam jejak yang sangat baik di bidang sains dan teknik. Tawaran dari universitas tersebut tentunya sangat menarik bagi saya, walaupun jelas saya harus berkompetisi lagi untuk mendapatkan posisi postdoctoral fellow yang dimaksud.

Saya terima tawaran beliau, dengan satu syarat saat itu: apakah saya boleh kembali ke Indonesia terlebih dahulu mengingat saya juga punya tanggung jawab di Indonesia? Saat itu beliau mengiyakan dan akhirnya saya pun kembali ke Indonesia untuk mengajar selama satu semester dan juga membantu tugas-tugas administratif di ITB selama kurang lebih satu tahun. Saya sempat mengajar mata kuliah matematika teknik dan juga melakukan penelitian, walaupun porsi penelitian yang saya lakukan tidak besar saat itu. Saya pun akhirnya berangkat ke Sendai (kota tempat Universitas Tohoku berada) di akhir Agustus 2017 setelah sebelumnya melakukan proses lamaran secara formal dan diterima menjadi research fellow di Institute of Fluid Science (IFS) Universitas Tohoku. Hal lain yang saya lakukan saat itu tentunya adalah meminta izin ke dekan dan rektorat ITB untuk mengikuti program postdoc ini (saat ini saya juga adalah staff ITB). Syukurnya istri saya juga mendapatkan beasiswa Monbukagakusho dari pemerintah Jepang untuk menempuh program Master-Doktoral di Universitas Tohoku, sehingga kami tetap bisa hidup bersama di kota Sendai.

Gedung fakultas hukum yang menjadi landmark Universitas Tohoku.

Hingga saat ini saya sudah berada di Sendai selama kurang lebih delapan bulan dan tentunya banyak hal baru yang telah saya dapatkan. Sendai, dibandingkan dengan Tokyo, adalah kota yang relatif kecil dimana tempat-tempat penting (kampus, kantor walikota, kantor prefektur, tempat tinggal) dapat terjangkau hanya dengan mengendarai sepeda. Sekarang saya bisa ke kampus dengan mengendarai sepeda dimana sebelumnya di Tokyo saya harus berdesak-desakan di kereta Tokyo yang terkenal luar biasa sesaknya saat rush-hour. Alur hidup terasa lebih santai di Sendai, walaupun untuk urusan pekerjaan tentunya saya lebih sibuk. Selain pekerjaan saya di Tohoku, saya pun masih memiliki beberapa pekerjaan di ITB seperti proyek penelitian yang sedang saya dan juga kolega-kolega saya rintis dengan salah satu industri otomotif di Indonesia. Lab. saya sekarang memiliki anggota cukup banyak yang mencakup sekitar 26 mahasiswa sarjana dan master, 5 mahasiswa doktor, 1 postdoctoral fellow (saya), 2 assistant professor, 1 associate professor (mentor saya), dan 1 professor. Saat ini ada lima orang internasional lain yang sedang bekerja di lab yang sama dengan saya: 1 dari Thailand, 2 dari China, 1 dari Australia, dan 1 dari Inggris. Walaupun begitu, lingkungan laboratorium saya sekarang sebenarnya tidak terlalu internasional jika dibandingkan dengan laboratorium saya sebelumnya di Tokyo. Lab. saya saat di Tokyo mewajibkan presentasi di seminar mingguan dalam bahasa Inggris (selain karena saat itu dua assistant professor-nya juga berasal dari Belanda dan Amerika), dimana sekarang ini presentasi diadakan dalam bahasa Jepang kecuali untuk mahasiswa asing. Saya pikir ini ada efeknya juga terhadap kemampuan berbahasa inggris mahasiswa Jepang-nya. Mahasiswa-mahasiswi di lab. saya di Tokyo pada akhirnya menjadi lebih pede dan fasih berdiskusi dalam bahasa Inggris jika dibandingkan dengan anggota lab. saya sekarang. Tetapi dari segi keilmuan, saya merasa jauh lebih cocok berada di lab. saya di Tohoku sekarang, mengingat lab saya di Universitas Tohoku melakukan riset di bidang desain aerodinamik yang memang cocok dengan ketertarikan saya.

Pemandangan bunga sakura di kampus Katahira Universitas Tohoku.

Lab. Aerospace Fluid Engineering sendiri memiliki tiga fokus penelitian: 1) Asimilasi data dan data mining, 2) aerodinamika eksperimen, utamanya untuk rezim aliran kecepatan tinggi, dan 3) optimisasi dan eksplorasi desain aerodinamika. Lab. Aerospace Fluid Engineering  sendiri memiliki beberapa fasilitas high-end untuk melakukan penelitian eksperimental, yang diantaranya mencakup terowongan angin supersonik yang dilengkapi dengan sistem suspensi dan pengukuran gaya berbasis magnetik. Untuk mendukung penelitian di bidang asimilasi data dan optimisasi aerodinamika, IFS memiliki fasilitas seperti supercomputer, dan juga perangkat lunak yang bersifat komersial ataupun dikembangkan oleh Tohoku University sendiri. Salah satu kode computational fluid dynamics (CFD) yang dimiliki dan dikembangkan sendiri oleh Universitas Tohoku adalah kode Tohoku Aerodynamic Solver (TAS). TAS sendiri telah banyak digunakan untuk keperluan penelitian akademik ataupun skala industri yang dilakukan di Jepang, dimana salah satu dari aplikasi tersebut adalah optimisasi desain aerodinamik Mitsubishi Regional Jet yang dilakukan oleh lab. Aerospace Fluid Engineering.  Mengingat banyaknya proyek penelitian yang mencakup optimisasi desain yang telah dilakukan oleh lab. Aerospace Fluid Engineering (sebagian besar di antaranya adalah riset kolaboratif dengan industri), dapat dikatakan bahwa optimisasi desain aerodinamik merupakan keahlian paling utama dan ciri khas dari lab ini. Tujuan optimisasi sendiri adalah mencari desain atau sistem yang memberikan performa paling maksimal. Dalam bidang aerodinamik, utamanya yang dicari adalah bentuk dari pesawat, sayap, bilah turbin, ataupun benda aerodinamis lainnya yang memberikan performa optimum seperti gaya hambat yang terkecil. Lab. Aerospace Fluid Engineering sendiri telah mengembangkan beberapa metode optimisasi yang telah digunakan untuk rancang bangun teknik skala industri. Aplikasinya pun bukan hanya di pesawat terbang, salah satu aplikasi di luar bidang aeronotik yang sedang kami lakukan dengan bekerjasama dengan lab. biomedik adalah optimisasi stent untuk mencari pengetahuan penting mengenai bagaimana merancang stent yang optimum. Beberapa contoh rancangan pesawat terbang oleh lab. Aerospace Fluid Engineering di antaranya dapat dilihat di gambar di bawah.

Kiri: Model pesawat biplane rancangan Aerospace Fluid Engineering Laboratory untuk penerbangan supersonik (berita terkait dapat ditemukan di MIT news dan Popular Mechanics).

Kanan: Model pesawat konsep low-boom supersonic jet yang dirancang oleh Aerospace Fluid Engineering Laboratory.

Di Universitas Tohoku sendiri pekerjaan saya mencakup penelitian mandiri, membantu membimbing mahasiswa Master dan Doktor (di antaranya dari Cina, Thailand, dan Inggris), dan juga membantu membuka kerjasama internasional dengan universitas-universitas di luar Jepang. Penelitian mandiri yang saya lakukan utamanya adalah merancang metode desain baru yang harapannya dapat membantu mengatasi masalah-masalah optimisasi sulit di bidang aerodinamika. Shimoyama-sensei sendiri memberikan saya cukup kebebasan untuk melakukan penelitian dengan dukungan finansial untuk penelitian dan juga konferensi/visiting research di luar negeri. Dukungan finansial ini tentunya saya manfaatkan untuk membuka kolaborasi dengan universitas-universitas di luar Jepang. Saya sendiri  baru saja pulang dari Leiden University (Belanda) dan ETH Zurich (Swiss) di akhir bulan Maret tahun ini untuk memulai diskusi perihal kolaborasi penelitian yang akan kita lakukan bersama. Saya pikir dukungan seperti ini harus saya manfaatkan sebaik-baiknya agar jika saya kembali ke ITB nanti saya memiliki lebih banyak koneksi internasional. Sepengetahuan saya, salah satu kekuatan utama dosen Indonesia alumni Jepang adalah mereka (tentu saja tidak semuanya) tetap dapat membina hubungan baik dengan pembimbing mereka dahulu saat di Jepang. Hal ini tentunya harus dapat saya lakukan dan ikuti karena jelas dapat membawa manfaat yang baik untuk ITB nantinya.

 

Dengan dinamika kehidupan yang berbeda dengan Tokyo, dan juga suasana akademis dan intelektual yang berbeda dengan Universitas Tokyo, pindah dari kota besar ke kota kecil (Sendai bukanlah kota yang besar) tentunya merupakan satu pengalaman dan tantangan sendiri untuk diri saya. Selain itu tentunya beban kerjanya lebih berat dibandingkan dengan saat saya menjalani program doktoral saya dulu. Hal ini jelas, karena setelah lulus studi diharapkan seorang Doktor dapat memberikan kontribusi lebih untuk keilmuannya. Apalah artinya menjadi seorang Doktor ketika gelar itu hanya dipamer-pamerkan tetapi ia berhenti memberikan kontribusi berarti untuk keilmuannya ataupun lingkungan sekitarnya. Disinilah mengapa saya menyukai lingkungan di Universitas Tohoku ini. Mentor saya memberikan saya kebebasan dalam melakukan penelitian, ikut membantu membimbing mahasiswa beliau, dan juga memberikan kesempatan bagi saya dan murid-murid lainnya untuk melakukan kolaborasi dengan pihak lain (termasuk dengan Institut Teknologi Bandung).

 

Semoga apa yang saya dapat disini dapat memberikan manfaat lebih banyak untuk semua orang, baik yang berada di Indonesia dan juga di seluruh dunia.

 

 

Sendai,

20 April, 2017

 

 

 

 

How to fit your airfoil with CST parameterization?

I wrote this article a long time ago about how to use the class-shape-transformation (CST) parameters to create an airfoil:

Short note on CST method for airfoil parameterization ( MATLAB Code included)

I think some people wish to find the CST parameters for an existing airfoil, which can be used later for an optimization purpose (for example). If you want to do this, basically you have to minimize the error between your CST-generated airfoil and the target airfoil. In this post, I will give you some simple examples in MATLAB about how to do this. First, let us define the following error measure in a matlab-like language: error  = mean(abs(yt-yp)), which means that we want to compute the mean absolute error between the y-coordinate of the target airfoil (yt) and the CST-generated airfoil (yp). We can easily see that the ‘error’ is the y-coordinate deviation of your CST airfoil to the target airfoil, measured at every point in the x-coordinate including the upper and lower surface. In order to do this, you have to create a computer code that calculate this error and then set the error as the output of the code. The input of the code itself is exactly the CST weights themselves.  Please note that the principle is similar regardless the parameterization method that you used (e.g., CST, PARSEC, or anything else).

Let me you give an example. Here we want to fit the RAE 2822 airfoil with CST parameters of 4 weights each at the upper and the lower surface (so in total there are 8 parameters to be determined).  The main program is the ‘airfoilfit.m’ with error term as the output. The ‘airfoilfit.m’ code calls the ‘CST_airfoil_fit.m code’, which is the CST generation code that I modified specifically for this purpose. I also include the sample of the RAE 2822 airfoil for this demonstration.

In order to find the CST parameters that fit your airfoil, we have to do the optimization procedure with the objective is to minimize the error as mentioned before. This can be done simply by using fmincon (or you can use the unconstrained fminunc) as follows:

[Wopt]=fmincon(@(W) airfoilfit(W,yt,XL,XU,0),[-1 -1 -1 -1 1 1 1 1],[],[],[],[],ones(1,8)*-1,ones(1,8),[]);

where yt is the y-coordinate of the target airfoil (lower+upper surface), while the XL and XU are the x-coordinate of the lower and upper surface, respectively. I also set the trailing edge thickness to zero to match the RAE 2822 data. Here, what we want to find is the W (CST weights) that returns the lowest error, where the initial solution is [-1 -1 -1 -1 1 1 1 1] and we set the minimum and maximum search bounds as -1 and 1 for all weights. Note that the first four weights are for the lower surface , while the rest are for the upper surface. The output of this optimization procedure is the ‘Wopt’ that hopefully could match the RAE 2822 airfoil.

Just run the script ‘demo.m’, and.. voila! you will have the CST airfoil that closely matches the RAE 2822 airfoil. The  Wopt values that I found is [-0.1235 -0.1735 -0.1787 0.0583 0.1262 0.1516 0.2070 0.1957], with the error value of 0.0002. The shape is not perfectly similar especially in the lower surface, since it is more difficult to be approximated. This can be further refined by adding the amount of the CST weights, or by setting a different initial solution. I suggest to try it with different initial solution in order to find the optimum CST parameters that return the lowest error. Following is the final plot from the demo.m code:

Please download the demonstration and code in the following dropbox link:

https://www.dropbox.com/s/71qo1cr2viiaxxo/CST_AIRFOIL_FIT_DEMO.zip?dl=0

The code is quite a draft and perhaps is quite ugly, so please modify it by yourself if you want a better-looking code.

Have fun!

Pram

Belajar di Jepang dan belajar dari Jepang

Jepang bisa dibilang merupakan salah satu negara Asia yang cukup populer di mata orang Indonesia.  Bagaimana tidak, mari kita mulai dari produk otomotif dan elektronik dari negara Jepang, saya yakin kita semua sudah sangat fasih menyebutkan merek-merek produk Jepang ada yang di sekeliling kita. Kita pun sudah lama mengenal sejarah pahit masa-masa penjajahan Jepang d Indonesia yang utamanya kita pelajari dari  buku teks sejarah di sekolah. Atau jika saya sebutkan Doraemon, saya yakin anda semua sudah sangat mengenal tokoh robot kucing yang satu ini. Dari segi politik dan ekonomi sekalipun, hubungan antara Indonesia dan Jepang sudah terjalin baik walaupun tentunya juga diiringi dengan pasang surut selama berpuluh-puluh tahun. Ini menggambarkan sudah betapa familiar dan dekatnya kita dengan negara Jepang, suka atau tidak suka, ketahui atau tidak kita ketahui. Bahkan dewasa ini, belajar di Jepang dan menuntut pendidikan formal di Jepang juga merupakan cita-cita cukup banyak orang Indonesia.

Kita akan coba melihat statistik-nya, statistik tahun 2013 menunjukkan bahwa jumlah pelajar Indonesia yang belajar di Jepang adalah sekitar 2410 orang (sumber : http://www.jasso.go.jp/statistics/intl_student/data13_e.html), atau 1.8% dari total pelajar asing yang belajar di Jepang. Angka ini cukup bervariasi dan jumlah aktualnya tentunya lebih banyak karena belum memasukkan pelajar Indonesia yang belum mendaftar secara resmi ke Kedutaan Republik Indonesia di Jepang. Walaupun demikian, angka ini masih terbilang sangat sedikit jika dibandingkan dengan China (81.884), Korea Selatan (15304), dan Vietnam (6290), dimana Indonesia berada dalam level yang sama dengan mahasiswa Amerika Serikat (2083) di Jepang. Jika melihat dari segi bidang yang ditekuni oleh mahasiswa Indonesia di Jepang, proporsi besar ada pada bidang Sains dan Teknologi. Dari koresponsi dan diskusi informal dengan Atase Pendidikan KBRI Tokyo persentase mahasiswa di bidang sains dan teknologi ini berada di atas 70% dari total keseluruhan mahasiswa Indonesia yang berada di Jepang. Kapabilitas dan citra negara Jepang dalam bidang sains dan teknologi merupakan salah satu faktor pendorong presentase yang tinggi tersebut. Belum lagi Jepang memberikan kesempatan beasiswa yang cukup banyak dari segi jumlah yang dapat dimanfaatkan orang Indonesia untuk melanjutkan studi-nya di Jepang. Dengan belajar di Jepang, para pelajar tersebut tentunya akan dibekali dengan keilmuan dan ketrampilan spesifik di bidangnya masing-masing. Belajar di Jepang, ataupun mengunjungi Jepang, merupakan mimpi sebagian orang Indonesia. Tetapi perlu kita ingat bahwa keterbatasan akan membatasi mimpi orang-orang ini. Tidak semua orang akan dapat berangkat untuk belajar di Jepang, walaupun suatu saat nanti jumlah pelajar Indonesia di Jepang akan lebih banyak dari sekarang, akan tetap ada orang-orang yang tidak berhasil mendapatkan kesempatan tersebut. Singkatnya, tidak semua orang bisa belajar di Jepang.

Tetapi satu hal penting yang perlu kita ketahui adalah: belajar di Jepang dan belajar dari Jepang adalah dua hal yang berbeda. Memang irisan dari dua hal tersebut tidak bisa dipungkiri karena pasti ada tapi penting bagi kita untuk bisa mengetahui perbedaan antara dua hal tersebut. Belajar di Jepang artinya adalah kita menuntut ilmu di Universitas Tokyo, Kyoto, Hokkaido, maupun universitas-universitas ataupun institusi pendidikan formal lainnya di Jepang. Keluaran dari belajar di Jepang adalah gelar akademik, ijazah, dan bukti-bukti otentik lainnya bahwa kita pernah mengambil dan lulus dari pendidikan formal dari universitas di Jepang. Tentunya kesempatan untuk belajar di Jepang adalah terbatas jika kita melihat dari segi kuota universitas /beasiswa maupun biaya pendidikan dan hidup yang juga cukup tinggi di Jepang. Tetapi apakah ini berarti bahwa tidak semua orang bisa belajar dari Jepang? Tidak. Tidak bisa dengan semudah itu kita hitam-putihkan. Belajar dari Jepang adalah hal yang mungkin untuk semua orang, amat sangat mungkin sekali. Lalu bagaimana caranya?

Belajar dari Jepang artinya adalah mempelajari hal-hal baik yang bisa kita dapatkan dari bangsa Jepang. Mempelajari nilai-nilai positif dari perilaku dan kebudayaan bangsa Jepang adalah hal yang bisa dipelajari oleh siapa saja, tidak terbatas untuk orang Indonesia yang sedang berada di Jepang. Jepang bukanlah bangsa yang hanya bisa diindentikkan dengan teknologi maju, tetapi justru hal-hal kecil dan nilai-nilai positif yang tertanam di diri setiap individu Jepang itulah yang harus kita pelajari. Tidak hanya dari per individu, bagaimana bangsa Jepang hidup dalam komunitas kecil (keluarga / lingkungan tempat tinggal) maupun komunitas besar (sebagai suatu negara) dan bagaimana mereka bekerja dan berperilaku secara kelompok juga merupakan hal baik lain yang bisa kita pelajari dari Jepang. Kita sudah cukup mengetahui perilaku-perilaku kecil dan terpuji bangsa Jepang seperti mengantri, membuang sampah pada tempatnya, ketepatan waktu, dan budaya “ke-kita-an” bukan “ke-aku-an”. Sekilas memang terlihat seperti tindakan dan hal kecil, tetapi bukankah hal yang besar selalu dimulai dari hal kecil ataupun merupakan bagian dari hal-hal kecil tersebut? Ingat bagaimana perilaku penonton Jepang di salah satu pertandingan di Piala Dunia 2014 yang membersihkan tempat duduk mereka di stadium setelah negara mereka kalah bertanding? Hal ini memang sudah menjadi kebiasaan dari bangsa Jepang, tetapi mereka juga berpikir apa efek buruk yang dapat terjadi jika mereka tidak melakukan hal yang baik, kurang lebih contohnya adalah “Jika saya tidak mengantri dengan benar, akan ada beberapa orang yang saya rugikan?” Seringkali kita justru berpikir hal-hal seperti ini : “Hanya saja saya kok yang buang sampah sembarangan, jalanan tidak akan menjadi kotor”. Tetapi coba kita bayangkan jika semua penduduk di satu kota di Indonesia membuang sampah sembarangan di jalan? Jelas kota tersebut akan menjadi kota yang sangat tidak nyaman dan juga tidak sehat. Perilaku komunitas merupakan suatu kesatuan dari perilaku individunya, oleh karena itu penting bagi kita untuk berpikir apa pengaruh tindakan kita terhadap lingkungan dan komunitas di sekeliling kita. Kita dapat belajar dari bangsa Jepang dari bagaimana mereka membina komunitasnya. Hal-hal seperti mengantri dan membuang sampah pada tempatnya adalah hal yang sebenarnya universal, tetapi kadang sulit sekali bagi kita untuk melakukannya. Dalam hal ini Jepang bisa menjadi contoh bagi kita untuk mulai membuka pikiran dan melakukan tindakan-tindakan nyata.

Ketepatan waktu pun adalah hal bersifat universal tetapi hal seperti ini dapat dilihat dengan sangat jelas di bangsa Jepang. Dengan merasakan sistem transportasi di Jepang kita dapat merasakan betapa sangat berharganya waktu. Ketepatan waktu transportasi umum di Jepang merupakan contoh paling terlihat dari kacamata seorang turis. Jika bus umum terlambat datang sekitar satu atau dua menit, maka orang Jepang sudah akan mulai celingak-celinguk mencari dimana bus yang dinantikan, tetapi hal ini pun sangatlah jarang sekali. Shinkansen (kereta cepat Jepang) mencatat data keterlambatan secara rata-rata selama 0.6 detik pada tahun 2010. Detik. Bahkan dibawah satu detik dan bukan dalam kisaran menit. Wajar jika transportasi umum merupakan pilihan yang paling nyaman untuk berpindah-pindah tempat di Jepang, ditambah dengan kondisi infrastruktur transportasi yang sangat aman, bersih, dan nyaman. Ketepatan waktu transportasi umum adalah hal yang paling mudah dilihat jika kita ingin melihat budaya tepat waktu di Jepang. Tapi tentunya budaya tepat waktu ini merupakan hal yang juga sudah merupakan bagian dari kultur bangsa Jepang dan masing-masing individu Jepang, tepat waktunya transportasi umum hanya merupakan contoh cerminan dari budaya kolektif tepat waktu setiap orang Jepang.

Satu hal lain yang dapat dipelajari dari Jepang adalah bagaimana setiap individu Jepang sangat bangga dengan pekerjaan / profesi yang ia miliki. Seorang polisi akan sangat bangga dengan pekerjaannya, karena ia tahu tanpa orang-orang seperti dirinya maka keamanan lingkungan akan sulit terjaga. Tampil di depan publik bukan hal yang diperlukan, bagaimana cara menjalani pekerjaan yang diamanahkan orang lain dengan sebaik-baiknya merupakan hal yang lebih penting.  Oleh karena itulah jarang sekali kita melihat seorang Jepang yang begitu gila tampil di depan publik. Kultur “ke-kita-an” dan bukan “ke-aku-an” sudah menjadi budaya yang mendarah daging dalam bangsa Jepang. Segala macam keberhasilan dan prestasi dipublikasikan sebagai hasil kerjasama suatu kelompok, karena memang begitulah adanya. Kadang mungkin kita sendiri benar-benar ingin tampil di depan publik untuk menunjukkan hal apa yang kita lakukan, agar dunia tahu apa yang sudah kita perbuat, sudah kita lakukan. Tetapi ketahuilah sekali lagi apa yang kita jalankan itu lebih penting daripada munculnya wajah kita di depan publik karena masyarakat jauh lebih membutuhkan hasil kerja kita. Singkatnya, inilah salah satu hal dari Jepang yang mengagumkan, jika kita semua sadar akan peran masing-masing dan berbuat yang terbaik, akan sangat mungkin kita dapat mencapai dan membentuk komunitas yang sehat dan saling menghargai satu sama lain.

Melihat dalam skala yang lebih luas, kemajuan ekonomi (walaupun sekarang sedang mengalami stagnansi, atau tidak terlalu bergerak) dan industrial negara Jepang juga merupakan buah dari pendidikan moral, kultur, dan hal-hal positif kecil yang dilakukan masing-masing orang Jepang. Ketelitian dan ketekunan bangsa Jepang juga berperan besar terhadap berbagai macam inovasi yang dimiliki bangsa Jepang. Keteraturan dan ketepatan waktu telah membantu untuk meningkatan efisiensi berbagai macam sektor di Jepang karena tidak ada atau sedikit sekali waktu yang terbuang sia-sia.  Budaya mengantri bangsa Jepang telah membantu negara Jepang menjadi negara yang tertib dan teratur. Hal ini tentunya tidak terlepas dari pendidikan moral dan sikap yang sudah ditanamkan sejak kecil. Tidak mengantri dengan benar, membuang sampah sembarangan, merusak barang publik, menyeberang jalan sembarangan, adalah hal-hal yang buruk dan merugikan banyak orang, dan hal-hal ini sudah ditanamkan dari tingkat pendidikan sedini mungkin. Pada tingkat pendidikan dasar, pendidikan moral acapkali lebih penting daripada pendidikan ketrampilan. Hasilnya dapat kita lihat jika kita berjalan di lingkungan kota Jepang yang bersih, aman, transportasi yang tepat waktu, dan penuh keteraturan.

Ironisnya, belum tentu orang-orang yang belajar di Jepang dapat sepenuhnya belajar dari Jepang. Hal ini murni karena belajar dari Jepang hanya bisa dilakukan oleh orang yang mau membuka pikirannya, dan tentunya membuka pikiran tidak hanya sekedar membanding-bandingkan kemudian mengomentari (contoh : Jepang maju ya, Indonesia kapan maju ya). Komentar-komentar seperti barusan bukanlah hal yang konstruktif karena seringkali orang yang memberikan komentar tersebut juga sebenarnya tidak terlalu peduli, yang lebih penting baginya adalah lebih seru memberikan komentar daripada melakukan tindakan nyata. Banyak yang lupa bahwa hal yang paling penting adalah bagaimana kita dapat menerapkan apa yang sudah kita ketahui dan pahami tersebut. Kemajuan kabupaten Bantaeng adalah salah satu contoh bagus dari bagaimana hal-hal baik dari Jepang dapat diterapkan di Indonesia mengingat bupati Bantaeng di saat artikel ini ditulis merupakan alumni dari Universitas Jepang. Beliau memberikan contoh yang sangat baik mengenai hal-hal baik apa yang bisa kita pelajari dari Jepang: amati, pahami, kemudian terapkan. Tidak semua orang bisa belajar di Jepang, tapi semua orang bisa belajar dari Jepang. Belajar dari Jepang bisa dilakukan dengan berbagai macam media: membaca buku, membaca artikel di internet, memperhatikan tingkah laku orang Jepang, berdiskusi dengan orang lain, bahkan menonton film atau dokumenter  seputar Jepang. Hal-hal yang saya ceritakan di tulisan singkat ini hanyalah potongan kecil dari apa yang dapat kita pelajari dari Jepang, saya menulis tulisan ini untuk mencoba membuka pikiran saya sendiri dan orang-orang yang membaca tulisan ini bahwa belajar dari Jepang (ataupun bangsa lainnya) bisa dilakukan oleh semua orang.

Di luar itu, penting juga untuk tidak sepenuhnya kagum dan membangga-banggakan orang Jepang secara berlebihan. Seringkali kita berpikir seperti ini : “Negara seperti Jepang sudah berpikir bagaimana mencapai luar angkasa, kita masih saja berpikir bagaimana mendamaikan konflik di negara sendiri”. Jangan salah, negara Jepang juga memiliki masalah-masalahnya sendiri. Pemerintah Jepang juga berpikir keras untuk menyelesaikan berbagai permasalahan tersebut. Mulai dari piramida penduduk yang terbalik, jumlah penduduk yang menurun,  masalah ekonomi (jangan salah, statistik menunjukkan satu dari tiga wanita single Jepang berada di bawah garis kemiskinan), dan masalah-masalah lainnya. Sebagai individu pun orang Jepang juga dikenal sebagai orang yang pemalu, tertutup, mudah stress, dan senang membicarakan orang lain dari belakang. Saat kita mempelajari sesuatu bukan hanya hal-hal positifnya yang perlu kita pelajari, tetapi juga penting untuk mengetahui yang buruk agar kita tidak melakukan hal-hal buruk tersebut. Tetapi di luar berbagai permasalahan tersebut, kembali ke topik utama, belajar dari Jepang bukanlah suatu hal langka, siapa saja dapat melakukannya dan dapat memanfaatkannya untuk kebaikan diri sendiri dan orang-orang di sekitar. Penting juga kita mengingat budaya-budaya baik bangsa sendiri yang sudah mulai terkikis dari waktu ke waktu agar kita tidak hanya menjadi bangsa yang maju jika dilihat dari angka-angka ekonomi maupun kemajuan teknologi, tapi juga dari segi moralitas dan kebudayaan. Masih jalan yang panjang untuk menuju itu, tetapi akan jauh lebih panjang lagi jika kita tidak memperbaiki diri sendiri dan mengabaikan hal-hal kecil yang justru sangat penting.

Pramudita Satria Palar

Tokyo, 11 Februari 2014

Cambridge, sebuah cerita singkat dan pandangan pribadi ke depan

Rasa haus akan ilmu pengetahuan dan juga rasa penasaran untuk melihat dunia menjadi motor penggerak saya untuk menjejakkan kaki dari satu tempat ke tempat lain untuk memuaskan dahaga saya akan ilmu pengetahuan. Dimulai dari Jakarta ke Bandung untuk menempuh pendidikan S1 dan S2, kemudian dari Bandung ke Tokyo untuk menempuh pendidikan S3 di Universitas Tokyo. Baru-baru ini saya juga mendapatkan kesempatan untuk menjadi visiting PhD student  di Universitas Cambridge selama dua bulan untuk melakukan riset saya.  Setelah berdiskusi dan meminta masukan dari professor saya di Jepang, saya pun memberanikan diri untuk melanjutkan diskusi saya dengan seorang professor di Cambridge untuk melakukan penelitian kolaborasi. Buntutnya ternyata cukup bagus, saya diundang ke Cambridge untuk berdiskusi dan melakukan penelitian. Kenapa dua bulan? Karena saya rasa dua bulan adalah waktu yang cukup, tidak terlalu lama dan tidak terlalu sebentar, untuk saya mempelajari dinamika dan lingkungan pendidikan di Universitas dan kota Cambridge. Selain itu pula JICA (Japan International Cooperation Agency) tidak mengizinkan saya untuk keluar dari Jepang selama lebih dari dua bulan jika tidak ingin beasiswa saya dipotong. Setelah melalui proses pembuatan visa (yang saya rasa cukup merepotkan) dan memesan tiket untuk berangkat dari bandara Narita menuju bandara Heathrow dimulailah perjalanan saya menuju UK (United Kingdom) dengan berbekal sedikit uang tetapi rasa ingin tahu yang jauh lebih besar. Izinkanlah saya disini untuk sedikit berbagi mengenai pengalaman saya dan apa yang saya dapatkan dari  waktu yang saya habiskan di Cambridge agar kiranya ini bisa bermanfaat untuk orang lain.

Sesampainya saya di Inggris saya dijemput oleh teman saya, Hagorly, di bandara Heathrow dan begitu melangkah keluar dari Heathrow dimulailah perjalanan saya di Inggris. Malam pertama di Inggris saya habiskan di London, mengingat saya masih perlu memikirkan cara termudah untuk berangkat dari London ke Cambridge yang lokasinya kurang lebih sekitar 90 km dari London. Waktu yang tepat untuk melakukan eksplorasi awal di kota London, pikir saya. Setelah diantar oleh teman saya mengelilingi London dalam satu hari, kesan pertama saya terhadap London adalah kota ini memiliki suasana kota yang dinamis, arsitektur yang menarik, dan juga heterogen, mengingat berbagai orang dari berbagai tempat di dunia datang ke kota London baik sebagai imigran ataupun pelajar. Untuk saya yang mempelajari budaya Inggris dari musik dan buku, melihat kota dan budaya London dengan mata kepala sendiri adalah satu pengalaman yang sangat menarik. Sayangnya saya tidak memiliki terlalu banyak waktu di London karena sore harinya saya sudah harus berangkat ke Cambridge dengan bus antar kota. Dua jam perjalanan dari London ke Cambridge saya habiskan dengan melihat landscape dataran inggris dari jendela bus, yang secara struktural sangat berbeda dari dataran Indonesia dan Jepang. Jika saya bertanya kepada calon istri saya yang seorang sarjana Geologi tentang mengapa dataran Inggris lebih datar jika dibandingkan dengan Indonesia dan Jepang , jawaban darinya adalah perbedaan ini diakibatkan oleh lokasi Inggris yang tidak berada di zona subduksi seperti Indonesia dan Jepang. Maaf saya tidak akan panjang lebar mengenai apa itu zona subduksi (silakan googling). Sesampainya di Cambridge, saya langsung menaiki bus lokal ke tempat kos saya di daerah Cherry Hinton. Pemilik kosan ini adalah keluarga India yang sangat hangat dan juga sangat rajin memasak, setidaknya setiap seminggu sekali akan selalu ada makanan India yang diantar ke kamar saya. Dengan hanya satu hari untuk beristirahat, hari-hari yang produktif di University of Cambridge akan dimulai dari hari senin terdekat.

   Departemen teknik Universitas Cambridge, gerbang depan

Sesampainya di Universitas Cambridge, saya langsung menghubungi professor dengan memanfaatkan Wifi yang cukup mudah ditemukan. Setelah melakukan proses pendaftaran saya diberikan meja khusus untuk tempat saya bekerja selama dua bulan ke depan. Di University of Cambridge sendiri saya bekerja dibawah bimbingan Dr. Geoff Parks, professor dengan keahlian di bidang teknik dan desain nuklir. Sekilas memang terlihat dan terdengar bidang keahlian beliau agak jauh jika dibandingkan dengan  bidang saya, walaupun jelas keduanya sama-sama teknik. Awal ketertarikan saya untuk melakukan penelitian di laboratorium Dr. Geoff adalah karena riset-riset yang dilakukan di laboratorium ini memiliki hubungan yang sangat erat dengan industri dan salah satu bidang utama di laboratorium ini adalah desain aerodinamika (Aerodynamic Design). Saya pun juga bertanya kepada beliau mengapa beliau memperluas keahliannya ke bidang desain komputasional. Beliau akhirnya bercerita jika pendanaan bidang nuklir di Inggris sempat mengalami masa suram, sehingga untuk bisa bertahan dan menghidupi laboratoriumnya Dr. Geoff harus mencari berbagai cara dan alternatif, dan jalur itu adalah dengan melakukan penelitian di bidang desain dan optimasi komputasional (Computational Design and Optimization) yang dapat diaplikasikan di banyak bidang. Dr. Geoff juga bercerita bahwa mahasiswa Engineering di Cambridge mempelajari ilmu teknik secara umum di tahun pertama dan kedua, memberikan bekal yang cukup sebagai modal awal untuk memperdalam ilmu di luar keahlian sendiri. Oleh karena itu tidaklah terlalu berat bagi Dr. Geoff untuk mempelajari ilmu aerodinamika dengan ilmu dasar mekanika fluida yang beliau pelajari saat tahap persiapan bersama. Hal yang sama saya rasakan di ITB saat tahun pertama, hanya saja saya rasa  saya masih kurang dalam beberapa ilmu teknik dasar seperti elektronika, syukurlah saya sempat mempelajari kembali ilmu elektronika untuk menyelesaikan tugas akhir S1 saya.

Di University of Cambridge, saya  bekerja dibawah payung Engineering Design Center (EDC), sebuah pusat penelitian yang didirikan oleh University of Cambridge untuk menaungi penelitian-penelitian dalam bidang rancang bangun dan rekayasa teknik. EDC sendiri terdiri dari berbagai laboratorium desain ataupun komputasi seperti laboratorium desain berbasis komputasional, dinamika fluida komputasional, teknik nuklir, manajemen desain, dan lain-lain. Para peneliti dan mahasiswa doktoral yang berada di bawah EDC bekerja dalam satu ruang besar dengan kapasitas sekitar 100 orang dengan para dosen memiliki ruangnya masing-masing tepat di samping ruang besar tersebut.  Saya diletakkan di grup desain berbasis komputasional, bersama lima peneliti lainnya yang berasal dari Italia, Amerika, Yunani, dan Kanada.  Satu hal menarik yang saya amati adalah suasana ruang kerja seperti ini sangat memudahkan komunikasi antar peneliti lintas ilmu. Sebagai contoh, selain berdiskusi dengan teman-teman saya di bidang desain berbasis komputasional, akan sangat mudah bagi saya untuk berbagi dan bertukar ilmu dengan teman-teman lain di grup dinamika fluida komputasional. Sangat mudah, karena saya tinggal melangkah ke mejanya dan dapat dengan memudah memulai obrolan. Bahkan di dalam  EDC anda juga bisa menemukan peneliti dari bidang manajemen ataupun psikologi. Saya tiba-tiba teringat definisi teknologi yang dijelaskan oleh almarhum Professor Said D. Jenie bahwa teknologi itu mencakup Sains, Teknik, Manajemen, Ekonomi, dan juga Seni. Mungkin jika masih ada dari kita yang merasa bidang keilmuan kita paling hebat di antara yang lain, ketahuilah bahwa dobrakan-dobrakan terbaru ilmu pengetahuan hampir semuanya berasal dari kolaborasi antar disiplin ilmu.

Salah satu karya departemen teknik Universitas Cambridge

Selain itu sangat sering sekali diadakan kuliah tamu dari universitas/institusi luar dimana pembicara-pembicara tersebut diundang oleh Universitas Cambridge untuk memberikan kuliah singkat dengan topik yang spesifik. Beberapa yang saya hadiri adalah kuliah singkat mengenai metode kalkulasi gradient dari Colorado School of Mines dan tentang pendekatan fungsi dengan polynomial dari Universitas Oxford (maaf jika istilahnya terlalu matematik). Sebenarnya kuliah singkat seperti ini juga banyak di University of Tokyo, tapi saya akui saya baru merasakan pentingnya menghadiri kuliah seperti ini untuk memperluas wawasan dan pengetahuan di Universitas Cambridge. Sisi baik dari kuliah tamu seperti ini adalah terbukanya potensi kolaborasi antar institusi lokal/lintas negara dan juga memperluas wawasan mengenai kemajuan ilmu pengetahuan yang terjadi sangat cepat di berbagai pelosok dunia. Di minggu terakhir sebelum saya berangkat saya memberikan presentasi mengenai algoritma untuk desain yang saya kembangkan selama di Tokyo dan saya kembangkan lebih lanjut di Cambridge. Banyak sekali masukan yang saya dapat dari kolega dan Dr. Geoff dan kami sepakat untuk melanjutkan kolaborasi di bidang desain komputasional dengan fokus utama pada optimasi aerodinamik dan kuantifikasi ketidakpastian (Uncertainty Quantification). Suasana presentasi-nya sendiri sangat kondusif dan konstruktif, saya pikir budaya presentasi seperti ini dapat dijelaskan oleh poster-poster yang saya foto di ruangan tersebut dan saya berikan di bawah. Silakan dilihat dan direnungkan sendiri tulisan-tulisan yang ada di foto tersebut dan silakan anda bawa budaya baik tersebut ke kantor ataupun universitas anda.

.

Ada beberapa hal positif yang saya dapatkan dari penelitian singkat di Cambridge University. Karena sudah saya sebutkan beberapa di paragraf-paragraf sebelumnya maka paragraf ini lebih bersifat merangkum apa yang sudah saya bahas barusan. Satu hal paling penting saya lihat di Engineering Design Centre ini adalah kolaborasi, kolaborasi yang bisa dimulai dari diskusi informal dan tidak dibatasi oleh sekat-sekat perbedaan dan gengsi antar disiplin ilmu. Hal yang saya rasa terkadang masih sulit dilihat di kampus saya sendiri di Indonesia, dimana di beberapa tempat masih ada rasa kebanggaan yang berlebihan akan disiplin ilmu sendiri. Hal positif kedua adalah kemauan untuk terus belajar dari orang lain. Seperti halnya di Universitas Tokyo, Universitas Cambridge sering sekali mengundang pembicara dari luar yang berasal dari berbagai profesi dan keahlian. Sebagai contoh yang unik dari Universitas Oxford, baru-baru ini mereka mengundang Andrew W.K (musisi Rock Amerika) untuk berbagi mengenai pandangan hidupnya mengenai filosofi pesta. Ketiga, hubungan antara professor (setidaknya Dr. Geoff) dan murid-muridnya baik dalam presentasi maupun diskusi adalah seperti kolega tetapi tetap saling menghormati tanpa perlu gila hormat. Bahkan jika anda kurang setuju dengan Professor anda, anda tetap bisa menyampaikan ketidaksetujuan anda tanpa perlu terlalu segan dengan professor anda, tentunya anda perlu menyampaikan argumen anda tersebut dengan logis dan juga secara etis. Persis seperti bagaimana pembimbing S1 dan S2 saya berkata kepada saya  : “Kita sama-sama belajar saat anda mengerjakan tesis anda”.

King’s College, Universitas Cambridge

Terlepas dari suasana kampus, suasana kota Cambridge sendiri pantas untuk diberikan perhatian lebih untuk turut saya ceritakan disini. Cambridge adalah kota yang identik dengan ilmu pengetahuan, oleh karena itu tempat yang sering saya kunjungi di Cambridge adalah museum, toko buku, dan cafe untuk membaca buku. Satu museum yang saya kunjungi beberapa kali adalah Fitzwilliam Museum yang menyimpan berbagai benda antik dari perabadan kuno, pertengahan, maupun modern. Ada beberapa dari gedung-gedung milik Universitas Cambridge yang dibangun sejak tahun 1200-an, memberikan kesan antik dan cantik ketika saya berjalan-jalan di tengah kota Cambridge. Banyaknya museum di kota ini menunjukkan bahwa kota ini tidak pernah melupakan sejarahnya, baik ataupun buruk, karena beberapa barang yang dipajang di museum-museum tersebut berasal dari daerah yang dikuasai/dijajah Inggris di masa lalu. Karena saat itu saya berada di Inggris, buku-buku yang saya beli pun kebanyakan bertema budaya ataupun perkembangan industri dan teknologi Inggris.  Saya juga menyempatkan diri untuk berbelanja di Cambridge University Press dan memanfaatkan diskon sebesar 20% untuk orang yang memegang kartu Universitas Cambridge. Selain museum, toko buku, dan cafe, tempat yang sering sekali saya kunjungi adalah supermarket, baik supermarket dalam bentuk chain store ataupun supermarket lokal. Untuk menghemat uang, saya sering sekali membeli makanan disini dan akibatnya saya sering sekali berinteraksi dengan pegawai-pegawai toko tersebut. Setiap akan membayar barang-barang yang saya beli ada dua hal yang harus saya siapkan : uang dan topik obrolan hari ini. Ya, pegawai toko di Inggris (dalam hal ini Cambridge) sangat suka sekali mengobrol dan suasana hangat seperti ini menjadi hal yang saya tunggu setiap hari. Tidak jarang juga saat saya duduk di cafe saya berbicara panjang dengan orang yang bahkan tidak saya kenal sebelumnya. Hal yang saya juga dapat rasakan saat saya di Bandung  dengan pemilik warung sembari menikmati Indomie hangat dan kopi sachet di warung dekat kos saya. Singkat kata, London dan Cambridge adalah dua kota yang sangat hidup dan dinamis, dua kota menarik yang dapat memperluas sudut pandang orang yang mendatangi dua kota ini.

Buku dan kafe selalu menjadi teman akrab saya, dimanapun

 Tentunya tidak pernah ada yang sempurna.  Inggris adalah komunitas yang memiliki tingkat ketidaksamarataan (inequality) yang cukup tinggi. Dapat kita lihat walau Inggris memiliki institusi-institusi pendidikan yang dipandang dunia, Inggris masih perlu berjuang keras dalam hal ketidaksamarataan ekonomi dan pendidikan (bisa anda lihat dari koefisien Gini ataupun ranking PISA Inggris yang berada di deretan peringkat bawah jika dibandingkan dengan negara OECD lainnya). Mungkin itulah  sebabnya mengapa di London anda dapat melihat tempat yang sangat bersih tetapi juga tempat yang sangat kotor di sudut lain. Coba anda pikir siapa salah satu penonton sepak bola paling rusuh di dunia sampai-sampai fenomena Football Hooliganism ini disebut English disease. Anda juga perlu membayar mahal untuk dapat masuk ke sekolah/universitas Inggris yang dapat memberikan pendidikan berkualitas tinggi, yang menyebabkan adanya segmentasi strata sosial sejak awal. Oleh sebab itu ada anekdot, dan juga data yang menunjukkan, bahwa mahasiswa yang dapat memasuki Oxbridge (Oxford dan Cambridge) adalah mahasiswa yang berasal dari sekolah Privat yang memiliki kualitas pendidikan lebih tinggi tetapi dengan biaya yang lebih mahal. Sempat juga terjadi beberapa kali demonstrasi menentang biaya pendidikan yang terlampau tinggi ini. Selain itu pula industri Inggris sedang mengalami penurunan secara perlahan tapi pasti. Jika di saat setelah Perang Dunia Inggris memiliki industri yang sangat kuat dibandingkan dengan negara lainnya, industri Inggris sekarang sudah mulai disalip oleh saudara-saudara Eropa lainnya  dan juga pesaing-pesaing baru dari Asia (Untuk lebih jelas silahkan membaca “The Slow Death of British Industry” karangan Nicholas Comfort). Akibatnya tentu saja ada pada berkurangnya lapangan pekerjaan dan meningkatnya angka pengangguran. Bagaimana dengan politik? Sudah beberapa kali saya melihat poster satu partai yang dicoret-coret dan dilempari cat. Kekhawatiran yang sedang terjadi disini adalah jika ada satu partai tertentu yang meraih suara terbanyak, maka ada kemungkinan besar UK akan memisahkan diri dari Uni-Eropa karena filosofi partai tersebut yang cenderung Eurosceptic dan Ultra-nasionalis. Salah satu hal yang sedang hangat disini juga adalah rencana Skotlandia untuk memisahkan diri dari UK yang tentunya akan berpengaruh terhadap kondisi ekonomi di UK. Tetapi inti dari yang ingin saya sampaikan adalah, bahkan negara maju seperti Inggris dan Jepang juga memiliki masalahnya sendiri, tidak semuanya seutopis yang kita bayangkan dimana hidup di negara maju pasti lebih nyaman dan lebih enak.

Pengalaman saya melakukan riset di Inggris selama dua bulan tentunya memperkaya wawasan, cara pandang, dan juga pengetahuan saya. Hanya saja semakin saya melihat dunia, semakin sadar juga saya bahwa untuk ke depannya saya ingin tetap tinggal lama di negara sendiri. Terus terang saja, saya termasuk orang yang beruntung karena bisa mendapatkan kesempatan seperti ini. Tetapi seperti quote yang diucapkan oleh Paul Weller, seorang musisi Inggris : “Seseorang mendapatkan kesempatan hanya untuk dapat memberikan kesempatan lebih banyak lagi kepada orang lain”, tidak ada gunanya saya menjadi terdidik jika saya tidak bisa mendidik orang lain. Di Indonesia juga masih banyak kemiskinan, ketidaksamarataan pendidikan dan ekonomi, konflik lokal, dan berbagai macam hal lainnya yang menjadi PR saya dan kita bersama. Jika Indonesia dapat menjadi negara yang maju dan bermartabat dengan budaya kita yang sangat beragam, bukankah kita dapat menjadi contoh yang sangat baik untuk Dunia? Saya cukupkan dulu tulisan ini, dan saya harap apa yang saya dapatkan dari Inggris dan saya ceritakan disini dapat memberikan manfaat untuk anda yang sedang membaca tulisan ini. Cheers!

 

Dalam perjalanan dari Heathrow menuju Incheon (tentunya dengan pesawat terbang)

Pramudita Satria Palar

23 Juni 2014

Pelajar Indonesia di luar negeri, jembatan antara Indonesia dan dunia

Di era globalisasi seperti sekarang ini, pendidikan telah mencapai era baru dimana  transfer ilmu dan pengetahuan telah menembus batas-batas negara dan juga jarak dengan dinamika yang sangat berbeda dengan zaman pra-globalisasi. Salah satu bentuk dari transfer pengetahuan lintas negara ini adalah dalam bentuk pelajar Internasional, dalam artian para pelajar (umumnya mahasiswa) yang menuntut ilmu pengetahuan dan mengejar gelar akademis di negara luar yang bukan negara asalnya. Hal ini sendiri relatif tidak baru karena sudah banyak kaum terpelajar Indonesia yang menuntut ilmu di luar negeri di masa pra-kemerdekaan Indonesia sebelumnya. China dan Jepang sendiri saat di awal abad 20 sudah banyak mengirimkan pelajar ke negara-negara Eropa dan Amerika Serikat untuk menuntut ilmu yang nantinya akan berguna untuk kemajuan negara mereka. Dari sejarah dapat kita lihat bahwa kemajuan negara Jepang yang kita saksikan saat ini juga merupakan buah dari transfer ilmu dari negara barat ke Jepang, bahkan sekarang transfer pengetahuan tersebut sudah berubah menjadi transfer dua arah.  Perlu dicatat bahwa transfer ilmu tersebut bukan hanya oleh pelajar yang dikirimkan ke barat tetapi juga melalui kerjasama industri dan berbagai hal lainnya.

Seiring dengan perkembangan teknologi, dinamika dan cara pikir mahasiswa internasional pun juga telah berubah jika dibandingkan dengan saat awal abad 20. Teknologi internet telah mempermudah saya untuk mengakses jurnal ilmiah dan berkomunikasi dengan ilmuwan lain di luar Indonesia. Teknologi transportasi terbaru telah mempermudah adanya konferensi ilmiah internasional ataupun memudahkan mahasiswa untuk berpindah-pindah negara dan mencari pengalaman baru. Tujuan mahasiswa untuk belajar di luar negeri pun juga makin beragam, mendapatkan pengalaman dan wawasan internasional hanyalah satu dari sekian tujuan tersebut, ada juga yang untuk jalan-jalan  atau mendapatkan gelar luar negeri untuk gengsi dan sebagai amunisi tambahan ke calon mertua. Tetapi satu hal yang mungkin tidak akan pernah berubah adalah, secara umum, para kaum terpelajar tersebut akan tetap memberikan kontribusinya untuk dunia, ikut menjadi motor pergerakan dunia,  dan memajukan peradaban umat manusia. Saya beri contoh di bidang saya sendiri :  kemajuan teknologi peroketan Amerika dan Cina dimotori oleh seorang ilmuwan Cina, Qian Xuesen, yang mempelajari ilmu pasti di Amerika dan kemudian turut membangun teknologi luar angkasa di Amerika sebelum kembali ke Cina untuk melakukan hal yang sama di negaranya. Efek dari kemajuan teknologi luar angkasa ini dapat anda rasakan sekarang saat memakai sistem navigasi Global Positioning System (GPS), memantau data penyebaran abu vulkanik erupsi gunung berapi, mitigasi bencana, ataupun kegunaan lainnya.  Hanya saja masalah tidak akan pernah selesai, saat saya sebutkan kemajuan peradaban umat manusia, sebenarnya saat ini hanya segelintir kecil umat manusia yang dapat menikmati kemajuan tersebut; pekerjaan  masih banyak. Akan  selalu ada ruang untuk memberikan kontribusi kepada dunia dan kaum terpelajar berada di garis terdepan untuk itu. Dengan jumlah pelajar Indonesia di luar negeri yang semakin meningkat, sudah sewajarnya Indonesia juga dapat terus memberikan kontribusi ke dunia melalui medium yang berupa kaum-kaum terpelajar.  Saya akan sering menggunakan kata mahasiswa karena mayoritas pelajar Indonesia di luar negeri adalah pelajar tingkat sarjana atau lebih tinggi.

Mahasiswa Indonesia di luar negeri sering sekali menjadi harapan masyarakat di Indonesia untuk kembali membangun negara jika mereka sudah menyelesaikan masa studinya nanti. Dengan berbekal ilmu, pengalaman, dan wawasan yang mereka dapat di luar negeri, keberadaan mereka juga sangat diperlukan untuk mempercepat pembangunan Indonesia. Hal tersebut benar, karena tidak semua bekal penting yang diperlukan untuk membangun negeri bisa kita dapatkan di dalam negeri. Sampai saat ini mayoritas sudut pandang melihat dari apa yang dapat diberikan pelajar tersebut untuk Indonesia saja. Akan tetapi ada satu sudut pandang yang sampai saat ini sering terlewatkan: yaitu apa yang dapat diberikan mahasiswa Indonesia untuk dunia? Sebelum saya mencoba membahas lebih lanjut tentang sudut pandang ini, saya ingin memberikan contoh dari China dan India. Berdasarkan data dari The Institute of International Education tahun 2011-2012, mahasiswa India dan China menyumbang porsi besar dari total populasi mahasiswa internasional di Amerika Serikat dengan persentase masing-masing sebesar 25.4% dan 13.1%. Tidak hanya itu saja, banyak dari pelajar-pelajar ini yang kemudian menjadi ilmuwan, pengusaha, atau bahkan juga menjadi pengambil kebijakan di Amerika Serikat. Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) yang terkenal dengan robot-robot canggihnya dikepalai oleh Arati Prabhakar, seorang imigran dari India yang mendapatkan gelar PhD-nya di Amerika Serikat. Efek dari kaum terpelajar ini juga dapat dirasakan oleh negara mereka sendiri, pembangunan ekonomi China tidak lepas dari sumbangan diaspora mereka yang bahkan sudah beratus-ratus tahun lamanya. Saya pernah dengar ungkapan bahwa pemerintah China tidak pernah menuntut semua diasporanya untuk kembali ke China, mereka percaya bahwa buah dari pengalaman diaspora China di luar negeri akan memberikan nilai lebih dan manfaat tersendiri untuk China nantinya. Saat ini saya sedang membaca buku “China Airborne” yang membahas tentang perkembangan bisnis aviasi dan teknologi perkembangan di China. Dalam buku ini disebutkan bahwa kaum China yang mendapatkan pendidikannya di luar negeri dan dibekali kemampuan bilingual (Mandarin + Inggris) bahkan trilingual merupakan salah satu aset terpenting negara China, dimanapun mereka berada.

Tentu saja Indonesia juga tidak kalah, Indonesia memiliki Sehat Sutardja yang menjadi pendiri Marvell Technology sebagai perusahaan besar di bidang semikonduktor, dan juga masih banyak lagi contoh lainnya. Dari apa yang saya diskusikan dengan kolega-kolega saya, peran penting yang seharusnya dimiliki mahasiswa Indonesia di luar negeri inilah yang sering dilewatkan. Selain berkontribusi untuk Indonesia, mereka juga memiliki peran besar dan penting untuk turut membangun dunia. Walaupun peran ini tentunya juga dimiliki oleh kaum terpelajar di Indonesia, mahasiswa Indonesia yang sedang berada di luar negeri memiliki nilai plus dengan keberadaan mereka secara fisik di luar negeri. Lalu yang menjadi pertanyaan adalah: kontribusi seperti apa yang bisa pelajar Indonesia di luar negeri berikan untuk di dunia? Mahasiswa-mahasiswa tersebut bukan saja hanya sebagai duta Indonesia untuk mengenalkan Indonesia ke luar negeri. Hal tersebut penting tetapi duta Indonesia bukan hanya berarti menjadi duta budaya Indonesia, duta Indonesia artinya juga duta Indonesia untuk dunia, sebagai medium untuk Indonesia memberikan sumbangsihnya ke dunia. Contoh mudahnya adalah hasil penellitian mahasiswa master atau doktor yang dilakukan mahasiswa Indonesia di luar negeri merupakan bentuk sumbangan dari Indonesia untuk dunia. Tetapi hal tersebut hanyalah sebagian kecil dari keseluruhan contoh yang ada, percaya atau tidak, sikap kita saat berhadapan dengan orang luar juga bisa menjadi perwujudan kecil dari sumbangsih tersebut. Saat kita berdiskusi dengan kolega dari negara luar kemudian kita menyumbangkan ide yang berguna, itu juga merupakan sumbangsih dari Indonesia untuk dunia. Jika kita berperilaku dan bertutur kata baik saat berhadapan dengan orang dari negara lain, itu juga merupakan bentuk dari sumbangan kita untuk dunia. Bayangkan jika anda sedang berdiskusi dengan orang dari negara X di suatu kelas kemudian orang tersebut selalu memotong pembicaraan orang lain ketika sedang berdiskusi, yang lazim timbul di pikiran kita adalah “orang-orang negara X perilakunya tidak sopan ya”. Walaupun belum tentu semua orang dari negara  X seperti itu tapi acapkali kita melakukan generalisasi suatu stereotipe dari suatu bangsa padahal saat itu kita hanya melihat satu sampel. Sadarkah jika itu juga berlaku untuk anda ketika anda sedang berada di negeri orang? Orang luar bisa menganggap bangsa Indonesia adalah bangsa yang malas ketika melihat kita malas-malasan kuliah dan hanya tidur di kelas, akan lain halnya jika kita berperilaku yang bertentangan dengan sikap yang dipandang negatif barusan. Mungkin saja orang luar akan melihat dan berkata “wah, orang Indonesia rajin-rajin sekali, saya tidak boleh kalah dengan mereka”. Di sini lah mengapa saya memandang keberadaan mahasiswa Indonesia di luar negeri secara fisik penting, karena tindakan dan perilaku kita dapat langsung dilihat oleh orang luar. Bahkan bukan hanya mahasiswa, saya pikir setiap orang Indonesia yang berada di luar negeri memiliki tanggung jawab yang sama, bahkan ketika saat itu anda hanya menjadi turis sekalipun.

Selain sikap, tentunya bentuk kontribusi mahasiswa Indonesia yang lebih nyata (dalam artian lebih terlihat oleh dunia) adalah sumbangan kita yang berupa ide, pemikiran, hasil penelitian, prototipe, atau produk teknologi. Penting memang ketika kita berpikir untuk kemajuan Indonesia, tetapi saya pikir peran utama dari pelajar Indonesia di  luar negeri adalah dengan secara langsung menunjukkan apa yang Indonesia bisa lakukan di mata dunia dan juga memberikan sumbangsih untuk dunia. Ingat bahwa peran ini juga dimiliki oleh mahasiswa Indonesia di dalam negeri, oleh karena itu lah pertukaran pelajar Indonesia dengan negara lain atau mengirimkan mahasiswa dalam negeri untuk kejuaraan di luar negeri sangatlah penting. Saya sendiri bangga ketika melihat mahasiswa Indonesia dari sekolah/universitas dalam negeri dapat meraih prestasi berupa penghargaan atau menjadi juara di luar negeri. Melihat ilmuwan atau pengusaha Indonesia yang sukses di luar negeri tentunya juga hal yang sangat membanggakan. Hal ini menunjukkan bahwa orang Indonesia juga dapat bersaing di kancah internasional dan secara langsung maupun tidak langsung juga mengharumkan nama Indonesia. Untuk mahasiswa Indonesia yang sedang menuntut ilmu di luar negeri, disinilah anda juga mendapatkan peran untuk menunjukkan apa yang orang Indonesia dapat lakukan. Jika kita belajar dari diaspora China dan India yang sudah mengisi berbagai posisi penting di negara seperti Amerika Serikat (terutama dalam bidang ilmu pengetahuan, sains, dan teknologi), saya pikir Indonesia juga dapat melakukan hal yang sama dengan  bonus demografi yang Indonesia miliki. Walaupun saya memberikan contoh dalam bidang teknologi, pada hakikatnya semua bidang pengetahuan memiliki peran yang sama, Muhammad Yunus dari Bangladesh (peraih nobel perdamaian 2006) adalah satu dari sekian contoh yang ada.

Idealnya menurut saya, dari semua populasi mahasiswa Indonesia yang ada di luar negeri sekitar 50% dari mahasiswa tersebut nantinya perlu kembali ke Indonesia untuk membangun Indonesia dan juga dunia dari dalam dimana 50% sisanya melakukan hal yang sama dari luar negeri. Kesamaannya adalah dimanapun mereka berada, mereka dapat memberikan manfaat dan kontribusinya ke Indonesia dan dunia dengan caranya masing-masing. Dr. Warsito dapat dijadikan contoh dimana beliau membawa teknologi Tomografi yang ia kembangkan di luar negeri untuk dikembangkan lebih lanjut di Indonesia, manfaat dari penelitian beliau dapat dirasakan Indonesia dan juga dunia. Saya juga memiliki kenalan professor Indonesia di universitas di Australia yang tidak segan untuk membimbing mahasiswa Indonesia di universitas dalam negeri lewat komunikasi jarak jauh. Ada juga professor Indonesia di universitas Korea dan juga di Jepang yang sampai sekarang tetap aktif menjalin hubungan dengan universitas dalam negeri dan juga rajin bertemu dengan mahasiswa Indonesia yang ada di Korea. Saat saya menjadi mahasiswa sarjana dan master di Bandung, saya sering berkomunikasi dengan alumni laboratorium saya yang sedang kuliah di luar negeri agar saya tetap dapat memantau perkembangan terbaru yang ada di ilmu saya mengingat saya memiliki keterbatasan untuk mengakses jurnal ilmiah saat itu. Manfaat dari hal tersebut dapat kita rasakan sendiri dimana orang Indonesia tersebut menjadi penghubung antara Indonesia dan dunia internasional. Koneksi yang dijalin dengan kolega kerja di luar negeri juga merupakan hal yang penting, dengan cara ini anda akan menjadi jembatan antara Indonesia dan dunia internasional untuk terus menerus membawa Indonesia ke dunia dan juga membawa Indonesia ke dunia. Jalin hubungan baik dengan kolega-kolega internasional anda sekarang karena di masa depan anda mungkin tidak menyangka bahwa mereka akan menjadi orang berpengaruh dan terkenal di bidangnya. Saya sendiri berpikir untuk nantinya terus menjalin hubungan dengan professor dan kolega internasional yang saya kenal, saya ingin menunjukkan ke mereka bahwa Indonesia juga bisa melakukan sesuatu untuk dunia. Hal ini tentunya juga sudah dilakukan oleh beberapa ilmuwan Indonesia yang kembali ke dalam negeri, professor Sri Widiyantoro dari Fakultas Teknologi Pertambangan dan Perminyakan (FTTM) Institut Teknologi Bandung memiliki 3005 sitasi (sumber: google scholar) dan hingga saat artikel ini ditulis beliau aktif menjadi anggota dari berbagai organisasi ilmiah internasional. Jika saya menyebutkan satu persatu jumlahnya akan banyak sekali, tetapi contoh-contoh barusan setidaknya bisa memberikan bayangan mengenai orang-orang Indonesia seperti apa yang menjadi motor pergerakan dunia tetapi juga memberikan manfaat ke tanah airnya sendiri.  Mereka yang masih menuntut ilmu di perguruan tinggi sekarang tentunya merupakan potensi yang lebih besar lagi mengingat jumlah mahasiswa Indonesia di luar negeri terus bertambah dari waktu ke waktu.

Akhir kata, saya pikir kita harus mulai menggeser paradigma bahwa membangun Indonesia harus dilakukan di dalam negeri. Kita perlu memandang mahasiswa Indonesia yang berada di luar negeri sebagai agen Indonesia untuk membangun dunia dan juga Indonesia di saat yang bersamaan. Indonesia memiliki jalinan diaspora yang besar jika dibandingkan dengan negara lainnya, mahasiswanya pun juga memiliki jaringan besar bernama Perhimpunan Pelajar Indonesia (PPI) Dunia. Menurut saya adanya jaringan ini merupakan suatu langkah besar bagi Indonesia untuk memantapkan jejak kakinya di kancah persaingan internasional. Dimanapun anda berada sekarang, di Amerika Serikat, Inggris, Jerman, Prancis, Arab, Jepang, Korea, Tunisia, ataupun negara-negara lainnya, anda memiliki peran besar untuk turut membangun dunia. Dunia menanti anda, dia meminta anda untuk turut membangun dirinya ke arah yang lebih baik.

 Pramudita Satria Palar

Mahasiswa doktoral bidang Aeronautika dan Astronautika

Universitas Tokyo, Jepang 

16 Februari 2014

Short note on CST method for airfoil parameterization ( MATLAB Code included)

Short note on CST method for airfoil parameterization ( MATLAB Code included)

The Class Shape Transformation (CST) parameterization method was first developed by Brenda Kulfan, an aerodynamic engineer at Boeing. So what’s the point of having another airfoil parameterization method? As it was pointed by Brenda in her paper (Brenda is a woman engineer, cool!),  we want an intuitive, robust, smooth, and flexible parameterization method. Those are some of the reasons of why Brenda developed CST that is very simple to be coded and also it doesn’t take such a long time to understand the concept of CST itself. The greatest thing from CST is that CST can be used not only for an airfoil, but it can also be extended further into the general shape of aerodynamic bodies.  For simplicity purpose, this simple article considers only CST for the two-dimensional shape of an airfoil.

CST build the airfoil by summing the individual contribution of its basis function that is elegantly built by Bernstein Polynomial. Roughly speaking, you also don’t want a bumpy airfoil, well, except if you want to add some shock bump on your airfoil. The good thing about Bernstein polynomial, and CST itself is that later you will see that the smoothness of its curve is beneficial for optimization purpose! Since the number of parameters can be tuned easily by altering the order of Bernstein polynomial, CST is suitable for either conceptual or preliminary design of airfoil.

Alright, let’s kick out the jams and move to the mathematical expression. The upper and lower surface coordinate of CST are easily defined as follows:

Where

 Consider that you don’t know what is the meaning of x, z, and c, those creatures are absis, the ordinate location of the airfoil, and chord length or airfoil. Roughly speaking, two main important parts of CST are the so-called class (C) and shape function (S). Trailing edge thickness is another term that completes the CST equation but for a preliminary purpose, it might be not that important. The class function is the part that defines the type of aerodynamic body that you want to build; could be airfoil, nacelle, or even axisymmetric bodies. As you can see that class function takes x coordinate, N1, and N2 as its input. N1 and N2 are two most joyful parameters of CST, you can play with these values and create various shapes with them. The general class function is defined as follows:

            Gives N1 = 0.5 and N2 = 0.5, you get a round nose elliptic airfoil. Gives N1 = 0.75, N2 = 0.25, you get a low drag projectile shape. Now we consider N1 = 0.5, N2 = 1.0 and we will get a round nose and pointed aft end airfoil, exactly what we want for an airfoil.

I explained class function, and then you ask what is the shape function. After you define an airfoil with class function surely you don’t want a boring shape of an airfoil, right? You want to create another airfoil by yourself so now the definition of shape function comes in handy. The shape function itself defines the specific shape within the airfoil. Perfect, now you can make your own airfoil! Now I can give the expression of shape function:

 N in shape function expression is the order of the Bernstein polynomial (note that N1 and N2 are different things!) and A is the weight/curvature coefficient. To alter the overall shape of airfoil then you’ve got to define the component shape function that is given as the following:

Oh my, another creature named K, God had chosen someone to named it binomial coefficient which is expressed as:

Now we can define the complete equation of CST for an airfoil:

  

Cool, the equation is now complete. Does it look difficult to you? No problem, you can download the MATLAB code at this article so you can understand and try it by yourself. Now let’s try the code! Let’s try by defining second-order CST, means that there are in total 6 weights/curvature coefficients to be determined. Let’s try the simple cases like Al = [-1 -1 -1] and Au = [1 1 1] . The MATLAB function CST_airfoil(wl,wu,dz,N) takes four inputs, where wl, wu, dz, and N are the vector of lower and upper surface weight, trailing edge thickness, and the number of airfoil coordinates, respectively. It is a very simple implementation of CST where you should give an input of wl like [-1 -1 -1] and with wu of [1 1 1]. You can set dz to zero and N to whatever value you like, I use 400 points for the figure shown below. (notice that I start with lower surface, you can modify it on your own). However, you can do a modification that is suitable for your needs, for example, is that if you want to define something like a different order of Bernstein polynomial for upper and lower surface. Note that the weight values for the lower surface are all negative to demonstrate how to build lower surface using the code, in reality, it is not always the case. For this case, we also assume that the trailing edge thickness dz is zero. Hit your MATLAB with CST_airfoil([-1 -1 -1], [1 1 1],0,400)  and then you will see the following figure:

Alright, you did it! Now you can play around a little bit by altering the weight. Let’s try the following second-order CST curvature coefficients: [-0.1294 -0.0036 -0.0666] for lower surface and [0.206 0.2728 0.2292] for upper surface.

Clark-Y airfoil? Correct! I approximate the original airfoil of Clark-Y by minimizing the Root Mean Square Error (RMSE) between the CST-defined airfoil and real airfoil; you can use non-linear optimization routine to tune the weights of CST itself for approximation purpose. Now you see that even low order CST can approximate the real airfoil but of course not without flaw. In the end, it is only an approximation and overall it has a total maximum error of 0.0014. Increasing the order of Bernstein Polynomial will, of course, lead to a more accurate approximation of the real airfoil using CST.

You can also easily modify CST subroutine to combine it with other subroutines. For example, I combine CST with automatic unstructured mesh  because I am doing something related to airfoil optimization as you can see it in the figure below:

Now feel free to make your own modified CST, combine it with optimization software, or whatever things that you want to do 🙂

That’s all about the CST method, have fun with it! For detail and more scientific information, you can read the references I give at the bottom line of this article 😀

Please download the CST_airfoil.m file here: https://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/42239-airfoil-generation-using-cst-parameterization-method

(Update, 24-2-2017): Please see my post about how to find the CST parameters for an existing airfoil here: How to fit your airfoil with CST parameterization?

References:

¹Kulfan, Brenda M. “A universal parametric geometry representation method—CST.” AIAA Paper 62 (2007).

²Lane, Kevin A., and David D. Marshall. “A surface parameterization method for airfoil optimization and high Lift 2D geometries utilizing the CST methodology.” (2009): 1.

³Ceze, Marco, Marcelo Hayashi, and Ernani Volpe. “A study of the CST parameterization characteristics.” 27th AIAA Applied Aerodynamics Conference. 2009.

 

50 tahun Teknik Penerbangan ITB : catatan dari mahasiswa untuk mahasiswa

50 tahun sudah berlalu semenjak pertama kali pendidikan Teknik Penerbangan (sekarang Aeronotika dan Astronotika) dicetuskan di salah satu kampus tertua di Indonesia, Institut Teknologi Bandung (ITB). Saya sendiri merupakan bagian dari institusi tersebut yang pernah menjalani pendidikan sebagai mahasiswa dari tingkat sarjana sampai Master yang dididik untuk memiliki kompetensi dan keahlian di bidang teknologi dirgantara yang mungkin masih sangat jarang dimiliki oleh mahasiswa di Indonesia. Bukan karena ilmu teknik dirgantara ini adalah keahlian yang spesial, tapi faktor satu-satunya adalah hanya karena jumlah perguruan tinggi yang menyediakan pendidikan Teknik Penerbangan di Indonesia dapat dihitung dengan jari, dimana ITB adalah salah satunya. Enam tahun lamanya saya dididik oleh dosen-dosen dengan kompetensi tinggi dimana saya sendiri juga banyak mencari pendidikan informal dengan cara bergabung dan aktif di berbagai organisasi dan kepanitiaan.  Menjalani tiga tahun pertama awal pendidikan Sarjana dengan secara teratur membolak-balik buku teks Aerodinamika, Struktur, getaran mekanik, dan berbagai bidang lainnya telah meyakinkan saya bahwa ilmu ini adalah ilmu yang saya cintai dan akan saya terus pelajari sampai kapanpun. Sederhana saja, motivasi saya untuk mengikuti tes masuk ke jurusan ini pun sangat simpel : saya suka melihat pesawat terbang. Melihat pesawat terbang, wahana luar angkasa, Sputnik, dan  Space Shuttle, selalu menimbulkan perasaan spesial di diri saya; betapa hebatnya umat manusia dalam menciptakan karya-karya teknologi tersebut.

Tentunya dengan menjadi mahasiswa di jurusan penerbangan ITB, bisa dipastikan telinga saya tidak akan pernah lepas dari mendengar kisah-kisah dan sepak terjang perkembangan teknologi dirgantara di Indonesia itu sendiri. Sering sekali saya mendengar cerita-cerita tentang jatuh bangun para insinyur penerbangan Indonesia dalam membangun pendidikan dan industri penerbangan di Indonesia. Nama-nama hebat dan besar seperti Oetarjo Diran, Harijono Djojodiharjo, Sulaiman Kamil, Said Djauhardsah Jenie, dan B. J. Habibie kemudian mendorong saya untuk terus menelurusi lebih dalam lagi kisah orang-orang yang saya sebut sebagai bagian dari generasi awal pahlawan teknologi dirgantara di Indonesia. Saya benar-benar bersyukur pernah diajar langsung oleh Prof. Said D. Jenie di tingkat pertama sarjana saya; saya pikir generasi di atas saya merasakan hal yang sama dengan mendapatkan motivasi langsung dari seorang kepala proyek pembangunan pesawat terbang N-250. Semasa kecil pun, saya banyak mendengar cerita dari ayah saya tentang pesawat CN-235 dan N-250 dan tentunya ada perasaan bangga tersendiri ketika saya diajar langsung oleh orang yang memiliki keterlibatan besar dalam proyek tersebut.

Dengan sekian banyak kisah masa lalu dan mimpi masa depan tersebut, saya ingin mencoba menengok kembali ke ruang kelas yang pernah saya duduki selama 6 tahun. Kembali duduk, kemudian menengok kiri, kanan, depan, belakang, dan kemudian mencoba melakukan refleksi mengenai apa yang telah saya dapat dan pandangan masa depan seperti apa yang pernah saya dapatkan di ruang kelas ini. Menghela nafas sebentar, kemudian berkata dalam diri : “Kelas-kelas inilah yang telah melahirkan orang-orang hebat, orang-orang hebat itu juga lah yang melahirkan ruang-ruang kelas yang lebih hebat lagi”. Di kelas ini saya melihat teman-teman seangkatan saya, senior-senior, dan junior-junior saya mendalami ilmu yang sama dan dalam banyak hal mungkin juga memiliki mimpi yang sama dan mendengar kisah kejayaan dirgantara Indonesia yang sama. Kami mencatat apa yang dosen kami ajarkan tentang mekanika kekuatan material, aliran di sekitar penampang sayap, teori kendali pesawat terbang, analisis prestasi pesawat terbang, dan semua mata kuliah yang dirangkum dalam kurikulum pendidikan di jurusan ini. Kembali saya bertanya dalam diri saya : “Apa yang bisa saya mulai dari ruang kelas ini untuk memajukan kembali dirgantara Indonesia?”

Saya pikir banyak sekali mahasiswa Aeronotika dan Astronotika ITB merasakan hal yang sama: termotivasi oleh kejayaan teknologi dirgantara Indonesia di masa lalu dan memiliki rasa kagum yang sama terhadap figur seperti B.J. Habibie dan Oetarjo Diran. Pertanyaan selanjutnya adalah : Dengan rasa bangga dan kagum tersebut, apa yang bisa mahasiswa lakukan untuk membentuk masa depan teknologi dirgantara Indonesia yang lebih maju dan lebih baik? Tentunya saat 100 tahun penerbangan ITB nanti saya dan anda juga ingin melihat karya-karya dirgantara Indonesia setelah N-250 bukan? Tentunya saya dan anda ingin melihat lagi pesawat tipe baru yang dimulai dengan huruf N yang diikuti dengan nomor lagi bukan? Saya dan anda seharusnya bisa melihat masa depan teknologi dirgantara Indonesia dari mata kuliah mekanika fluida, mekanika teknik, dan propulsi yang sedang anda dan saya pelajari sekarang. Tekankan pada diri anda bahwa inti dari kemajuan teknologi adalah penguasaan teknologi itu sendiri. Tidak akan ada bangsa yang maju dalam bidang teknologi tanpa penguasaan teknologi yang dalam dan kompeten; tidak akan ada Eropa dengan Airbus, Amerika dengan Boeing dan NASA, Jepang dengan JAXA, dan Indonesia dengan IPTN di masa lalu. Ernst Mach dan Ludwig Prandtl juga memulai dari ruang kelas sama seperti saya dan anda, mereka memulai sesuatu yang hebat dari ruang kelas, sama seperti yang saya dan anda sedang duduki sekarang. Sadarkah anda bahwa B.J Habibie dan Oetarjo Diran juga sama? Mereka mendalami sains dan teknologi di masa mudanya, mereka menguasai sains, teknologi, dan dengan bekal itulah mereka dapat merealisasikan karya-karya besar yang salah satunya sudah anda lihat pada N-250. Motivasi yang anda dapat dari mendengar kisah-kisah hebat itu harus anda bawa ke ruang kelas dan menjadi dorongan anda untuk mempelajari lebih serius ilmu yang sedang anda alami sekarang.

Mungkin pada akhirnya nanti beberapa dari kami memilih untuk keluar jalur dari bidang teknologi penerbangan karena berbagai alasan. Karena memang realita hidup tidak akan selalu sama dengan apa yang kita impikan di awalnya, anda mencita-citakan A dan bisa saja berakhir di B, anda mencita-citakan B bisa saja malah berakhir di C. Tidak ada yang salah dengan itu, asalkan idealisme tetap ada; hidup yang terasa pas pada akhirnya adalah hidup yang dapat menyesuaikan antara idealisme dan realisme. Walaupun begitu saya pikir ada yang lebih hebat lagi dari keseimbangan tersebut, yaitu suatu kondisi dimana dengan idealisme yang anda punya anda bisa menciptakan realisme yang sesuai dengan idealisme anda; anda menciptakan kenyataan baru, anda menciptakan dunia yang baru. Seperti yang dituturkan oleh Mahatma Gandhi, “Be the change you want to see in the world”, melihat kembali mimpi dan masa depan kita tentang penerbangan Indonesia, saya dan andalah yang harus menjadi bagian dari perubahan itu.

Jika saya dan anda termotivasi oleh para bapak pendiri Teknik Penerbangan ITB dan alumni-alumni yang mengharapkan agar generasi lebih muda dapat lebih maju dari mereka, sekaranglah saatnya untuk anda memulai hal tersebut, tidak usah menunggu anda memasuki dunia kerja atau perkuliahan tingkat lanjut, anda dapat memulai sekarang juga dari kelas tempat anda duduk dan menimba ilmu. Anda sedang belajar dengan dosen-dosen yang merelakan waktunya untuk mendidik generasi penerus mereka, anda sedang belajar dengan deretan orang-orang yang memiliki kompetensi tinggi, seperti yang dikatakan oleh dosen pembimbing saya saat saya menjalani pendidikan sarjana dan master di ITB. Jika anda sedang melakukan tugas akhir, atau sedang menjadi mahasiswa tingkat master maupun Doktor dan juga memiliki cita-cita yang sama dengan saya, riset yang sedang saya dan anda lakukan sekarang lah yang juga akan mendidik saya dan anda untuk menjadi generasi penerus dari orang-orang hebat yang kita kagumi nantinya.

Akhir kata, saya memang membuat catatan singkat ini khusus untuk mahasiswa yang mendalami teknologi penerbangan. Walaupun begitu anda dapat membaca tulisan ini dari sudut pandang dan bidang keahlian yang anda miliki sendiri. Anda dapat mengganti pahlawan-pahlawan penerbangan dalam cerita di atas menjadi pahlawan teknik elektro, teknik mesin, fisika, bidang sosial, dan bidang apapun di Indonesia sesuai dengan bidang yang anda dalami. Anda dapat melihat masa lalu dan menciptakan masa depan sesuai dengan harapan anda, menyusuri idealisme dan realita yang anda lihat dari sudut pandang bidang keahlian anda.

Untuk penerbangan Indonesia yang lebih baik, kemajuan ilmu dan teknologi di Indonesia, dan masa depan Indonesia yang lebih baik. Karena andalah yang menciptakan masa depan.

Tokyo, 2 Desember 2012

Pramudita Satria Palar

50 tahun lagi, saya harus bisa memasang foto karya cipta dirgantara Indonesia lebih banyak dari sekarang