DR. Ir. Agus Buono, M.Si, M.Kom

DR. Ir. Agus Buono, M.Si, M.Kom
Pengembangan Finite State Machine untuk Memodelkan Agen dan Pergerakannya pada Olahraga Futsal Ferdian Feisal G Dosen Pembimbing: DR. Ir. Agus Buono, M.Si, M.Kom

Latar Belakang Mengapa FSM? ENTERTAINMENT

Latar Belakang (lanjutan)
Mengapa FSM?

Kecerdasan Buatan pada Game Blinky / Shadow Inky / Bashful Pinky / Speedy Clyde / Pokey Player

Action Puzzle Arcade Sport RPG Adventure Simulation Shooter Strategy etc.

Tujuan dan Manfaat Tujuan:
Menerapkan metode FSM dalam pembuatan kecerdasan buatan pada simulasi permainan olahraga futsal. Menampilkan simulasi kecerdasan buatan pada permainan olahraga futsal untuk mengetahui aliran setiap perubahan state.

Tujuan dan Manfaat (lanjutan)
Mengetahui kinerja perubahan state dari metode FSM pada agen kecerdasan buatan yang diterapkan pada simulasi permainan olahraga futsal. Metode FSM ini dapat diimplementasikan pada jenis permainan lain atau bahkan pada aplikasi selain permainan yang membutuhkan kecerdasan buatan.

Ruang Lingkup FSM Peraturan Futsal FIFA Wasit Pelatih Pelanggaran
Sangsi PencatatanWaktu Peraturan Futsal FIFA

Tinjauan Pustaka FUTSAL Objek yang ada: lapangan dua tim
dua penjaga gawang delapan pemain lapangan satu bola dua gawang (Greater Wichita YMCA 2007)

Tinjauan Pustaka (lanjutan)
ARTIFICIAL INTELLIGENCE AGENT Suatu objek yang dapat memahami lingkungannya melalui sensor dan bereaksi dengan menggunakan effector yang dimilikinya. (Russell & Norvig 1995) (Sha’bani et al, 2008)

STATE DESIGN PATTERN Design pattern yang digunakan jika suatu objek dapat merubah perilakunya terhadap suatu kondisi pada saat terjadi perubahan state di dalamnya. Objek tersebut mengganti kelas state yang ada di dalamnya menjadi kelas state lain. (Gamma et al. 2001)

STATE DESIGN PATTERN (Gamma et al. 2001)

FINITE STATE MACHINE (FSM) Mesin abstrak yang berfungsi untuk mendefinisikan sekumpulan kondisi yang menentukan kapan suatu state harus berubah. Setiap state yang sedang dijalankan tersebut menentukan perilaku yang terjadi pada objek yang bersangkutan. (Bourg & Seeman 2004)

FINITE STATE MACHINE (FSM) State: Idle -> Exit State: Receive -> Enter ! Agent Agent Agent Agent Agent Agent Agent Agent Agent: Chase Dribble Kick Idle BackToFormation … Agent FSM States: Chase Dribble Kick Idle BackToFormation … Agent Agent State: Chase -> Exit State: Kick -> Enter State: Kick -> Execute canPass! (Bourg & Seeman 2004)

(Bourg & Seeman 2004)

STEERING BEHAVIORS Kemampuan suatu agen kecerdasan buatan agar dapat bergerak menuju posisi tujuan dari area dimana dia berada dengan melakukan improvisasi tertentu. (Reynolds 2009)

Metodologi Penelitian
Pengembangan sistem Studi Pustaka Analisis Perancangan Formulasi Permasalahan Implementasi Pengujian Tidak Berhasil? Ya Selesai

Metodologi Penelitian (lanjutan)
STUDI PUSTAKA

FORMULASI PERMASALAHAN Tahap ini dimulai dengan mendefinisikan masalah yang hendak diselesaikan serta kendala-kendala yang mungkin akan muncul saat penelitian ini berlangsung.

ANALISIS State Pemain Lapangan GlobalPlayerState Wait ReceiveBall KickBall Dribble ChaseBall ReturnToHomeRegion SupportAttacker State Penjaga Gawang GlobalKeeperState TendGoal ReturnHome PutBallBackInPlay InterceptBall

Environment Divide field into region Define rules Other Strategies

PERANCANGAN State Machine States & Rules

IMPLEMENTASI Implementation Design/Specification

PENGUJIAN Jika implementasi yang telah dilakukan belum menyelesaikan masalah yang ada, maka akan dilakukan pengujian untuk menyempurnakan kembali sistem tersebut hingga masalah yang ada telah terselesaikan.

Hasil dan Pembahasan IDENTIFIKASI MASALAH
Jika dipandang dari sisi permainan futsal: pendefinisian batas dari lapangan dimana pemain dapat berinteraksi pendefinisian peran dari pemain dalam tim (pemain lapangan, pemain bertahan, penjaga gawang) reaksi tiap pemain maupun tim jika berada pada kondisi tertentu perubahan kondisi permainan sesuai dengan keputusan wasit memperkirakan kejadian yang mungkin terjadi selanjutnya (menduga gerakan lawan)

Hasil dan Pembahasan (lanjutan)
IDENTIFIKASI MASALAH Jika dipandang dari sisi pemodelan futsal: merender permainan dalam bentuk aplikasi menggerakkan pemain sesuai dengan aksi yang dilakukannya Mengubah kondisi (state) pemain maupun tim sesuai perubahan lingkungan di sekitarnya

ANALISIS KELAS FutsalPitch FutsalTeam FutsalBall FutsalGoal FutsalPlayer FieldPlayer GoalKeeper lapangan dua tim dua penjaga gawang delapan pemain lapangan satu bola dua gawang

ANALISIS STATES FutsalTeam States FieldPlayer States GoalKeeper States KickOff Attack Defense FullAttack FullDefense BackTo Formation Idle Chase Kick Receive OutKick CornerKick Dribble Support GlobalFP BackToGoal CoverGoal Intercept BringBallBack GlobalGK

PEMBAGIAN AREA MENJADI SUBAREA

ESTIMASI POSISI BOLA (Buckland 2005)

SUSTAIN DOT ANALYZER pass parameter shoot parameter highest score shoot parameter

PERANCANGAN KELAS FutsalPitch FutsalBall FutsalTeam FutsalGoal StateMachine GoalKeeper FieldPlayer MovingEntity AutoList FutsalPlayer Steering Behaviors

PERANCANGAN FINITE STATE MACHINE State Machine State FutsalTeam FieldPlayer Futsal Team States Goal Keeper States Field Player States GoalKeeper

Hasil dan Pembahasan C++ IMPLEMENTASI FAST Programming Game AI
Libraries Programming Game AI by Example - Mat Buckland - FAST Futsal Agent SimulaTion

IMPLEMENTASI KELAS

PEMAIN KUNCI - Control Player: Pemain yang sedang membawa bola yang berguna juga sebagai indikasi bahwa timnya sedang menguasai bola. -Support Player: Pemain yang mendukung penyerang untuk mencetak gol. - Receive Player: Penerima bola yang dimana hanya akan ada satu penerima bola saja pada satu waktu. - Closest To Ball Player: Pemain yang paling dekat dengan bola

IMPLEMENTASI FINITE STATE MACHINE Kode State: template <class data_model> class State { public: virtual ~State(){}; virtual void Enter(data_model*)=0; virtual void Execute(data_model*)= 0; virtual void Exit(data_model*)=0; virtual bool ReceiveMessage(data_model*, const Telegram&)=0; };

IMPLEMENTASI FINITE STATE MACHINE Kode State Machine: template <class data_model> class StateMachine { private: data_model* sm_holder; State<data_model>* sm_current; State<data_model>* sm_previous; State<data_model>* sm_global; …

IMPLEMENTASI FINITE STATE MACHINE Kode State Machine: void ChangeState(State<data_model>*NewState){ sm_previous = sm_current; sm_current->Exit(sm_holder); sm_current = NewState; sm_current->Enter(sm_holder); } void Update()const{ if(sm_global) sm_global->Execute(sm_holder); if(sm_current) sm_current->Execute(sm_holder); … };

FUTSALTEAMSTATES DIAGRAM

GOALKEEPERSTATES DIAGRAM

FIELDPLAYERSTATES DIAGRAM

PENGUJIAN (FUTSALTEAMSTATES) State saat ini State selanjutnya Pemicu Status KickOff Defense Tim A dan Tim B berada di areanya masing-masing dan permainan dimulai OK Attack Tim sedang menguasai bola FullAttack Tim musuh menendang bola keluar garis gawang di daerahnya sendiri Tim tidak sedang menguasai bola FullDefense Tim menendang bola keluar garis gawang di daerah sendiri Tim tidak menguasai bola setelah terjadi corner kick di daerah lawan Tim menguasai bola setelah terjadi corner kick di daerahny sendiri [state apapun] Telah terjadi gol baik itu di daerah musuh atau di daerah sendiri, sehingga permainan dihentikan dan akan dimulai kembali

PENGUJIAN (GOALKEEPERSTATES) State saat ini State selanjutnya Pemicu Status CoverGoal BringBallBack Bola berada di dalam jangkauan kiper dan berhasil ditangkap OK BackToGoal Tim sedang menguasai bola dan kiper berada di luar daerahnya Intercept Bola berada di dalam jangkauan kiper dan tim tidak sedang menguasai bola atau kiper bukan pemain yang paling dekat dengan bola Bola telah dikembalikan ke lapangan Tim tidak sedang menguasai bola dan kiper telah kembali ke posisinya Kiper keluar dari daerah jangkauannya dan merupakan pemain yang paling dekat dengan bola Bola berada dalam jangkauan kiper dan berhasil ditangkap [state apapun] Menerima pesan agar menerima bola dari pemain lain Menerima pesan agar kembali ke posisi awal

PENGUJIAN (FIELDPLAYERSTATES) State saat ini State selanjutnya Pemicu Status Idle Chase - Pemain yang paling dekat dengan bola dan kiper tidak sedang memegang bola -Merupakan pemain bertahan dan daerah tim sedang diserang musuh OK Kick Bola berada di jangkauan tendangan BackToFormation Bukan pemain yang paling dekat dengan bola Bisa menendang bola atau bisa melakukan operan Tidak siap melakukan tendangan atau bola sedang dikuasai oleh kiper Dribble Tidak sedang dalam kondisi terancam oleh musuh Telah melakukan tendangan Receive Bola berada dalam jangkauan penerima atau bola berhasil direbut oleh musuh BackToFormation Chase Merupakan pemain yang paling dekat dengan bola dan kiper tidak sedang memegang bola OK Idle Permainan tidak sedang dimulai dan pemain berada di posisi awal Support Tim tidak sedang menguasai bola OutKick Telah melakukan tendangan ke dalam CornerKick Telah melakukan tendangan sudut [state apapun] Menerima pesan agar kembali ke posisi awal Menerima pesan agar melakukan tendangan ke dalam Menerima pesan agar melakukan tendangan sudut Receive Menerima pesan agar menerima operan bola Menerima pesan agar mendukung penyerang Menerima pesan agar menunggu instruksi selanjutnya

Kesimpulan Metode FSM yang diimplementasikan dalam simulasi permainan olahraga futsal ini berhasil menciptakan agen kecerdasan buatan dan dapat memberikan informasi mengenai aliran perubahan state dari setiap agen yang ada. Hal ini menunjukkan bahwa agen kecerdasan buatan yang berbasis tim dapat diciptakan hanya dengan teknik kecerdasan buatan yang cukup sederhana.

Saran Penambahan state pada level tertentu (pemain lapangan, kiper, atau tim) akan memberikan hasil yang lebih maksimal karena dapat menambah perilaku agen dalam kaitannya dengan perubahan kondisi permainan. Mengimplementasi wasit atau pelatih agar dapat menampilkan simulasi yang lebih realistis dan memenuhi peraturan dalam olahraga futsal yang belum diterapkan dalam penelitian ini. Memperbaiki steering behaviors pada agen-agen agar gerakan yang dihasilkan saat perubahan state tidak kaku dan lebih halus.

DEMO Demo Presentation

Terima Kasih End of Presentation

DR. Ir. Agus Buono, M.Si, M.Kom

Presentasi serupa

Presentasi berjudul: "DR. Ir. Agus Buono, M.Si, M.Kom"— Transcript presentasi:

Presentasi serupa

Tentang proyek

Tanggapan

Masuk

Otorisasi melalui jaringan sosial:

DR. Ir. Agus Buono, M.Si, M.Kom

Presentasi serupa

Presentasi berjudul: "DR. Ir. Agus Buono, M.Si, M.Kom"— Transcript presentasi:

Presentasi serupa

Tentang proyek

Tanggapan