From Surviving to Enjoying My Research

Sudah lama saya ingin menulis tentang penelitian saya dalam bahasa yang sederhana di  blog ini, namun belum ada ide yang pas … sampai hari ini. Saya ingin menyampaikannya sambil berbagi tentang bagaimana cara saya untuk menyukai (dan menikmati) topik penelitian saya.

phd021111s.gif

Topik penelitian saya

Sebelumnya saya ingin “mengaku dosa”: saya tidak menemukan sendiri topik penelitian saya. Setelah setahun lebih bergelut dengan (sekitar) lebih dari 100 paper, saya tetap tidak dapat menemukan topik yang cocok dengan saya dan “direstui” oleh profesor. Saya hanya menemukan “arah”, bahwa penelitian saya akan terkait dengan penerapan machine learning di robot dengan memanfaatkan physics simulator untuk mempercepat proses belajar. Namun sampai Annual Progress Review (APR) yang pertama, saya tidak memiliki research problem yang kuat untuk dipecahkan.

Beberapa hari sebelum sidang APR, profesor saya secara literal menyatakan dengan “berat hati” mengusulkan research problem yang bisa saya gunakan. Pada waktu yang sama beliau sedang mengajukan research grant yang (entah kebetulan atau tidak) menggunakan teknik yang saya ajukan di proposal. Mengapa dengan “berat hati”? Karena di Australia, sangat umum bagi mahasiswa Ph.D. untuk memilih topik penelitian sendiri dengan bebas, tidak harus mengikuti arahan profesor. Mungkin juga beliau agak kecewa dengan kemajuan saya. Apapun alasannya, untuk saya pribadi, arahan ini sangat penting artinya (meski di dalam hati saya merasa gagal dan khawatir),  namun karena keterbatasan pemahaman yang mendalam (akibat lintas jurusan) plus durasi beasiswa yang sangat singkat, saya menyetujui untuk mengikuti arahan beliau.

Berikut ini judul proposal penelitian saya :

A Relational Approach to Tool Creation for Robots

Secara sederhana, topik penelitian saya ialah mengembangkan algoritma untuk robot supaya mampu belajar menggunakan tool untuk menyelesaikan tugas tertentu, dan saat tool yang sesuai tidak tersedia, robot dapat mengusulkan desain tool baru yang akan dicetak dengan 3D printer. Proses learning dan reasoning dilakukan pada relational representation (representasi yang berakar pada teori logika dan human cognition).

Mungkin karena topik penelitian tidak saya pilih sendiri (dan bukan favorit saya), di saat saya mengalami kesulitan dalam penelitian (stuck), kadang muncul pemikiran: “saya salah memilih topik”, “topik ini tidak menarik”, “topik ini tidak baru dan tidak akan laku untuk dipublish”, “saya membuang – buang waktu dengan pendekatan yang tidak cocok dan terlampau rumit”, dst.

Di fase ini, saya berada di survival mode. Bagaimana caranya supaya saya bisa survive, terus maju sedikit demi sedikit dalam melakukan penelitian, tanpa bisa menikmatinya. Untuk sampai pada tahap enjoy meneliti, saya melewati beberapa tahap perubahan cara pandang tentang robot sebagai topik utama penelitian saya. Begini ceritanya.

Robot dari sisi pandang Teknik Elektro

Latar belakang pendidikan saya ialah Teknik Elektro. Bagi orang Elektro umumnya, robot ialah sistem mekatronika yang dapat direalisasikan secara fisik. Performa robot akan sangat bergantung pada kehandalan perangkat keras (sistem elektronika) dari robot tersebut. Sistem kendali pada robot umumnya ditujukan untuk mendapatkan hasil yang optimal, dapat dibuktikan secara matematis, dan sangat spesifik untuk tugas tertentu. Tidak jarang robot didesain dari nol, dan diwujudkan secara praktis untuk menyelesaikan tugas tertentu.

Robot dari sisi pandang Computer Science

Saat saya “berpindah” ke jurusan Computer Science & Engineering di UNSW, perangkat keras robot bukanlah hal yang utama. Sangat sering robot yang digunakan ialah robot yang siap pakai dari vendor (Nao, Darwin, Baxter, dan lain – lain), sehingga peneliti cukup fokus pada pengembangan algoritma. Bahkan ada kalanya robot hanya disederhanakan sebagai satu “titik” yang pergerakannya dikendalikan oleh algoritma tertentu. Untuk peneliti computer science, efisiensi dan optimasi algoritma yang digunakan untuk mengendalikan robot sangatlah penting.

Di tahun pertama Ph.D., saya membayangkan bahwa sisi pandang inilah yang akan saya gunakan. Sehingga paper – paper yang saya baca selalu terkait dengan pengembangan learning algorithm yang efisien untuk robot. Topik – topik berikut saya usulkan untuk menjadi tema penelitian saya, dengan asumsi bahwa pembimbing saya akan menyetujuinya:

  • Towards mental imagery for reinforcement learning robot
  • Planning and Reasoning by the Mobile Manipulation Robot that Learns from Experiences
  • Learning to grasp the occluded object

Namun ternyata saya salah. Profesor menolak topik – topik tersebut dan menyatakan : “topik ini tidak menarik”. Setelah berbulan – bulan mencari jawabannya, saya baru menyadari bahwa ternyata ada sisi pandang lain tentang robot yang belum saya ketahui.

Robot dari sisi pandang Artificial Intelligence (AI)

Selama ini saya mengira bahwa AI adalah bagian dari computer science. Ternyata, jika dirunut dari sejarahnya, AI berkembang secara mandiri sebagai bidang ilmu baru pada masanya. Hanya pada sistem pendidikan modern, AI dikelompokkan dalam bidang computer science, sehingga beberapa isu seperti efisiensi dan optimasi algoritma ikut mewarnai perkembangannya.

Jika dirunut ke paper Alan Turing yang dianggap sebagai founding father AI, tujuan AI ialah mengembangkan agent yang memiliki kecerdasan serupa manusia. Tujuan ini cukup kontroversial karena seolah ingin menyamai Tuhan dengan menciptakan manusia, namun secara sederhana bisa diartikan bahwa AI ingin mengambil inspirasi dari cara berpikir, kognisi manusia untuk diterapkan pada agent buatan (misalnya robot). Bidang ini sangat dekat dengan ilmu cognitive psychology atau cognitive science.

Bagi peneliti AI yang memegang tujuan awal bidang ini, hal yang paling menarik ialah bagaimana agent dapat memiliki kecerdasan di level yang sama (atau mendekati manusia). Kecerdasan ini sering disebut reasoning ability (bukan hanya learning ability). Karena itu robot dengan perangkat keras yang handal atau algoritma yang efisien menjadi tidak menarik, selama robot tersebut tidak punya kecerdasan tingkat tinggi seperti layaknya manusia.

Setelah memahami hal ini, barulah saya bisa melihat menariknya topik penelitian saya. Sepanjang pengetahuan saya, belum ada penelitian sejenis di bidang tool creation oleh robot. Mengapa? Karena menciptakan tool baru memerlukan high level reasoning yang hanya bisa dilakukan pada relational atau symbolic representation. Sebagian besar (mungkin lebih  dari 90%) peneliti di bidang robot menggunakan probabilistic representation, karena efisien dan akurat, namun tidak memiliki kemampuan reasoning.

From surviving to enjoying my research

Setelah memiliki cara pandang terakhir, saya mulai dapat menghargai value dari penelitian saya dan menikmati melakukannya. Rasa ingin tahu mulai muncul. Rasa puas dan senang saat menemukan jawaban atau berhasil menjalankan program menjadi bagian dari penelitian saya. Tentu ada waktu dimana saya stuck dan tidak ada progress, namun saya yakin bahwa esok hari masih ada harapan (dan semangat) untuk melanjutkannya.

Saya mulai mengirimkan poster dan paper ke beberapa conferences dan, bersyukur pada Tuhan, diterima. Salah satu reviewer menuliskan review yang pahit (tapi manis) berikut:

This was a frustrating paper to review – one of the most interesting topics and potentially very relevant, but with research that seems very preliminary and incomplete. ……… I think if the authors pursue this line of work and get a complete end-to-end demo, I can see this as a best paper at a future international robotics or learning conference.

Hasil eksperimen saya yang masih sangat awal (plus bahasa Inggris yang agak kacau) mungkin membuat sang reviewer frustasi. Namun saya bersyukur karena di akhir review beliau menyiratkan adanya potensi yang baik dalam penelitian yang saya kerjakan. It makes me enjoy my research more!

Advertisements

4 thoughts on “From Surviving to Enjoying My Research

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s