Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Pendefinisian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan (State Space Search)

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Pendefinisian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan (State Space Search)"— Transcript presentasi:

1 Pendefinisian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan (State Space Search)

2 Masalah, Ruang Keadaan dan Pencarian

3 Lingkup Kecerdasan Buatan 1. Bidang Komunikasi 2. Bidang Kesehatan 3. Bidang Lalu Lintas Udara 4. Bidang Pertanian 5. Pabrik

4 Masalah dalam Inteligensia Buatan “Kesenjangan antara yang diharapkan dengan kenyataan yang ada”. Masalah dalam Inteligensia Buatan adalah masalah- masalah yang dapat dikonversi ke dalam ruang keadaan(ruang masalah),mempunyai keadaan awal, dan keadaan tujuan. Aturan-aturan yang dibuat untuk mengubah suatu keadaan ke keadaan lainnya.

5 Masalah dalam Inteligensia Buatan BASIS PENGETAH UAN MOTOR INFERENSI Input, Masalah, pertanyaan, dll Output, Jawaban Solusi Sistem Kecerdasan Buatan Sistem Kecerdasan Buatan

6 Untuk membangun suatu sistem yang mampu menyelesaikan masalah, perlu dipertimbangkan 4 hal : 1. Mendefinisikan masalah dengan tepat. Pendefinisian ini mencakup spesifikasi yang tepat mengenai keadaan awal dan solusi yang diharapkan. 2. Menganalisis masalah tersebut serta mencari beberapa teknik penyelesaian masalah yang sesuai. 3. Merepresentasikan pengetahuan yang perlu untuk menyelesaikan masalah tersebut. 4. Memilih teknik penyelesaian masalah yang terbaik Masalah dalam Inteligensia Buatan

7 Mendeskripsikan Masalah yang Baik harus: a. Mendefinisikan suatu ruang keadaan (state space) b. Menetapkan satu atau lebih keadaan awal(initial state) c. Menetapkan satu atau lebih tujuan (goal state) d. Menetapkan kumpulan aturan Masalah dalam Inteligensia Buatan

8 Representasi Ruang Keadaan Graf Keadaan Graf terdiri dari node-node yang menunjukkan keadaan yaitu keadaan awal dan keadaan baru yang akan dicapai dengan menggunakan operator. AB 5

9 Pendefinisian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan (State Space Search) Aspek tingkah laku cerdas yang mendasari teknik penyelesaian problema disebut proses pencarian ruang keadaan (space state search). Aspek tingkah laku cerdas yang mendasari teknik penyelesaian problema disebut proses pencarian ruang keadaan (space state search). Struktur representasi ruang keadaan bersesuaian dengan struktur pemecahan problema dalam dua cara penting, yaitu: Struktur representasi ruang keadaan bersesuaian dengan struktur pemecahan problema dalam dua cara penting, yaitu: Definisi formal dari sebuah problema diperbolehkan untuk digunakan sebagai kebutuhan untuk mengubah suatu situasi yang diberikan menjadi suatu situasi yang diinginkan dengan menggunakan seperangkat operasi yang diperkenankan. Definisi formal dari sebuah problema diperbolehkan untuk digunakan sebagai kebutuhan untuk mengubah suatu situasi yang diberikan menjadi suatu situasi yang diinginkan dengan menggunakan seperangkat operasi yang diperkenankan. Pendefinisian proses pemecahan problema khusus diijinkan untuk digunakan sebagai kombinasi teknik-teknik yang telah dikenal dan proses pencarian, teknik umum dalam mengamati ruang tersebut untuk mencoba menemukan suatu jalan keluar dari keadaan saat ini menuju keadaan yang dituju. Pendefinisian proses pemecahan problema khusus diijinkan untuk digunakan sebagai kombinasi teknik-teknik yang telah dikenal dan proses pencarian, teknik umum dalam mengamati ruang tersebut untuk mencoba menemukan suatu jalan keluar dari keadaan saat ini menuju keadaan yang dituju.

10 Proses pencarian ruang keadaan itu sendiri tidaklah cukup untuk mengotomatisasikan tingkah laku pemecahan problema secara otomatis. Proses pencarian ruang keadaan itu sendiri tidaklah cukup untuk mengotomatisasikan tingkah laku pemecahan problema secara otomatis. Proses pencarian ruang keadaan pencarian mendalam (exhaustive search) melakukan pencarian terhadap seluruh ruang keadaan serangkaian langkah yang paling dimungkinkan untuk menghasilkan kemenangan. Metode ini dapat diterapkan pada setiap ruang keadaan, namun ukuran ruang keadaan yang sangat ‘besar’ membuat pendekatan ini secara praktis tidak dimungkinkan. Misalnya, dalam permainan catur, terdapat keadaan atau konfigurasi papan yang berbeda. Proses pencarian ruang keadaan pencarian mendalam (exhaustive search) melakukan pencarian terhadap seluruh ruang keadaan serangkaian langkah yang paling dimungkinkan untuk menghasilkan kemenangan. Metode ini dapat diterapkan pada setiap ruang keadaan, namun ukuran ruang keadaan yang sangat ‘besar’ membuat pendekatan ini secara praktis tidak dimungkinkan. Misalnya, dalam permainan catur, terdapat keadaan atau konfigurasi papan yang berbeda.

11 Kita tidak menggunakan exhaustive search tetapi menjalankan langkah-langkah yang terbukti efektif yang didasarkan pada aturan-aturan tertentu yang memandu proses pencarian ke arah ruang keadaan yang paling menjanjikan. Aturan inilah yang dikenal sebagai heuristik (heuristic dari bahasa Yunani yang artinya menemukan). Kita tidak menggunakan exhaustive search tetapi menjalankan langkah-langkah yang terbukti efektif yang didasarkan pada aturan-aturan tertentu yang memandu proses pencarian ke arah ruang keadaan yang paling menjanjikan. Aturan inilah yang dikenal sebagai heuristik (heuristic dari bahasa Yunani yang artinya menemukan).

12 Proses Pencarian Heuristik Heuristik merupakan strategi untuk melakukan proses pencarian ruang problema secara selektif, yang memandu proses pencarian di sepanjang jalur yang memiliki kemungkinan sukses paling besar, dan mengesampingkan usaha yang bodoh dan memboroskan waktu. Heuristik merupakan strategi untuk melakukan proses pencarian ruang problema secara selektif, yang memandu proses pencarian di sepanjang jalur yang memiliki kemungkinan sukses paling besar, dan mengesampingkan usaha yang bodoh dan memboroskan waktu. Jika proses pencarian ruang keadaan merupakan alat untuk memformalkan proses pemecahan problema, maka heuristik menyuntikkan formalisme tersebut agar dapat bekerjasama dengan kecerdasan. Jika proses pencarian ruang keadaan merupakan alat untuk memformalkan proses pemecahan problema, maka heuristik menyuntikkan formalisme tersebut agar dapat bekerjasama dengan kecerdasan. Heuristik mengembangkan efisiensi dalam proses pencarian, namun dengan kemungkinan mengorbankan kelengkapan. Heuristik mengembangkan efisiensi dalam proses pencarian, namun dengan kemungkinan mengorbankan kelengkapan.

13 Proses Pencarian Heuristik Contoh heuristik adalah algoritma tempat terdekat (shortest path job), menghasilkan prosedur berikut : Contoh heuristik adalah algoritma tempat terdekat (shortest path job), menghasilkan prosedur berikut : 1. pilih sebuah kota secara sembarang sebagai awal perjalanan 2. untuk memilih kota persinggahan berikutnya, simak seluruh kota yang belum pernah disinggahi. Pilih kota terdekat dengan kota yang saat ini sedang dikunjungi. 3. ulangi langkah kedua sampai semua kota telah dikunjungi. Eksekusi prosedur ini membutuhkan waktu n 2. Eksekusi prosedur ini membutuhkan waktu n 2.

14 Deskripsi Formal Sebuah Problema Langkah-langkah untuk mendapatkan deskripsi formal dari sebuah problema menjadi representasi ruang keadaan adalah sebagai berikut : Definisikan ruang keadaan yang berisi semua konfigurasi yang dimungkinkan dari obyek-obyek yang relevan (dan bisa pula yang tidak dimungkinkan). Tentu saja dimungkinkan untuk mendefinisikan ruang seperti ini tanpa menyebutkan semua ruang yang dikandungnya secara eksplisit. Definisikan ruang keadaan yang berisi semua konfigurasi yang dimungkinkan dari obyek-obyek yang relevan (dan bisa pula yang tidak dimungkinkan). Tentu saja dimungkinkan untuk mendefinisikan ruang seperti ini tanpa menyebutkan semua ruang yang dikandungnya secara eksplisit. Spesifikasikan satu atau lebih keadaan di dalam ruang keadaan yang menggambarkan situasi-situasi yang dimungkinkan sebagai keadaan awal proses pemecahan problema. Spesifikasikan satu atau lebih keadaan di dalam ruang keadaan yang menggambarkan situasi-situasi yang dimungkinkan sebagai keadaan awal proses pemecahan problema.

15 Deskripsi Formal Sebuah Problema Spesifikasikan satu atau lebih keadaan yang dapat diterima sebagai solusi problema. Keadaan-keadaan ini disebut dengan keadaan tujuan. Spesifikasikan satu atau lebih keadaan yang dapat diterima sebagai solusi problema. Keadaan-keadaan ini disebut dengan keadaan tujuan. Spesifikasikan seperangkat aturan yang menggambarkan sesuatu yang dimungkinkan untuk dilakukan oleh operator. Spesifikasikan seperangkat aturan yang menggambarkan sesuatu yang dimungkinkan untuk dilakukan oleh operator. Untuk hal ini dibutuhkan pemikiran tentang : asumsi-asumsi tersirat yang terkandung dalam deskripsi problema informal asumsi-asumsi tersirat yang terkandung dalam deskripsi problema informal tingkat generalitas aturan-aturan yang dibuat tingkat generalitas aturan-aturan yang dibuat pekerjaan yang harus dilakukan untuk memecahkan problema dalam bentuk pra-perhitungan dan tergambarkan dalam aturan- aturan yang ada pekerjaan yang harus dilakukan untuk memecahkan problema dalam bentuk pra-perhitungan dan tergambarkan dalam aturan- aturan yang ada

16 CONTOH 1 PROBLEMA EMBER AIR Kita mempunyai 2 ember. Satu ember bervolume 4 liter dan ember lainnya bervolume 3 liter. Problemanya adalah bagaimanakah kita bisa mendapatkan air bervolume tepat 2 liter di dalam ember bervolume 4 liter? Proses penakaran hanya dengan memakai dua ember yang ada

17 CONTOH 1 PROBLEMA EMBER AIR Ruang keadaan: (x, y); x = 0, 1, 2, 3 atau 4, dan y = 0, 1, 2 atau 3; Ruang keadaan: (x, y); x = 0, 1, 2, 3 atau 4, dan y = 0, 1, 2 atau 3; dengan x = jumlah air (liter) pada ember bervolume 4 liter, dan y = jumlah air (liter) pada ember bervolume 3 liter. Keadaan awal: (0, 0). Keadaan awal: (0, 0). Keadaan yang dituju: (2, n), untuk sembarang nilai n (persoalan ini tidak menentukan berapa berapa liter air yang ada di ember bervolume 3 liter) Keadaan yang dituju: (2, n), untuk sembarang nilai n (persoalan ini tidak menentukan berapa berapa liter air yang ada di ember bervolume 3 liter)

18 CONTOH 1 PROBLEMA EMBER AIR Aturan yang digunakan untuk memecahkan problema ini adalah sebagai berikut: Aturan yang digunakan untuk memecahkan problema ini adalah sebagai berikut: 1. (x, y  x < 4)  (4, y) 2. (x, y  y < 3)  (x, 3) 3. (x, y  x > 0)  (x-D, y) 4. (x, y  y > 0)  (x, y-D) 5. (x, y  x > 0)  (0, y) 6. (x, y  y > 0)  (x, 0) 7. (x, y  x+y  4  y > 0)  (4, y-(4-x)) 8. (x, y  x+y  3  x > 0)  (x-(3-y), 3) 9. (x, y  x+y  4  y > 0)  (x+y, 0) 10. (x, y  x+y  3  x > 0)  (0, x+y)

19 CONTOH 1 PROBLEMA EMBER AIR Arti dari masing-masing operator aturan di atas adalah 1. Mengisi ember bervolume 4 liter. 2. Mengisi ember bervolume 3 liter. 3. Mengisi sejumlah air dari ember bervolume 4 liter. 4. Mengisi sejumlah air dari ember bervolume 3 liter. 5. Mengosongkan/membuang air dari ember bervolume 4 liter. 6. Mengosongkan/membuang air dari ember bervolume 3 liter. 7. Menuangkan air dari ember bervolume 3 liter ke ember bervolume 4 liter sampai ember bervolume 4 liter menjadi penuh. 8. Menuangkan air dari ember bervolume 4 liter ke ember bervolume 3 liter sampai ember bervolume 3 liter menjadi penuh. 9. Menuangkan semua air dari ember bervolume 3 liter ke ember bervolume 4 liter. 10. Menuangkan semua air dari ember bervolume 4 liter ke ember bervolume 3 liter.

20 CONTOH 1 PROBLEMA EMBER AIR Asumsi eksplisit yang diberikan misalnya : ember-ember dapat diisi air dari PAM ember-ember dapat diisi air dari PAM membuang air dari dalam ember ke luar membuang air dari dalam ember ke luar menuangkan air dari ember yang satu ke ember yang lain, dan menuangkan air dari ember yang satu ke ember yang lain, dan tidak ada alat ukur. tidak ada alat ukur.

21 CONTOH 1 PROBLEMA EMBER AIR Salah satu operasi yang dapat memecahkan problema ini adalah sebagai berikut Salah satu operasi yang dapat memecahkan problema ini adalah sebagai berikut Jumlah air (liter) dalam Aturan yang diterapkan ember bervolume 4 liter ember bervolume 3 liter solusi

22 Cara Merepresentasikan Ruang Keadaan 1. Graf Keadaan 2. Pohon Pelacakan 3. Pohon And/Or

23 Graf Keadaan Terdiri dr simpul (node) dan busur (arc). Simpul menunjukkan keadaan, yaitu keadaan awal dan keadaan baru yang akan dicapai dengan menggunakan operator. Terdiri dr simpul (node) dan busur (arc). Simpul menunjukkan keadaan, yaitu keadaan awal dan keadaan baru yang akan dicapai dengan menggunakan operator. Busur menghubungkan suatu simpul dengan simpul lainnya. Busur menghubungkan suatu simpul dengan simpul lainnya. Busur menunjukkan arah dr suatu keadaan ke keadaan berikutnya. Busur menunjukkan arah dr suatu keadaan ke keadaan berikutnya. Dalam praktek, sangat sulit menggambarkan keadaan dengan graph. Dalam praktek, sangat sulit menggambarkan keadaan dengan graph.

24 Graf Keadaan M Simpul M menunjukkan keadaan awal. Simpul T adalah tujuan. Ada 4 lintasan dr M ke T: 1.M-A-B-C-E-T 2.M-A-B-C-E-H-T 3.M-D-C-E-T 4.M-D-C-E-H-T Lintasan yang tidak sampai ke tujuan (menemui jalan buntu) : 1.M-A-B-C-E-F-G 2.M-A-B-C-E-I-J 3.M-D-C-E-F-G 4.M-D-C-E-I-J 5.M-D-I-J

25 Pohon Pelacakan Untuk menghindari kemungkinan adanya proses pelacakan simpul secara berulang pada Graph Keadaan, digunakan Pohon Pelacakan, berupa struktur pohon. Untuk menghindari kemungkinan adanya proses pelacakan simpul secara berulang pada Graph Keadaan, digunakan Pohon Pelacakan, berupa struktur pohon.

26 Pohon Pelacakan M

27 Simpul pada Level 0 disebut akar (root). Simpul akar menunjukkan keadaan awal yang biasanya merupakan topik atau obyek. Simpul pada Level 0 disebut akar (root). Simpul akar menunjukkan keadaan awal yang biasanya merupakan topik atau obyek. Simpul akar memiliki beberapa percabangan yang terdiri atas beberapa simpul successor yang disebut anak (child) dan merupakan simpul perantara. Simpul akar memiliki beberapa percabangan yang terdiri atas beberapa simpul successor yang disebut anak (child) dan merupakan simpul perantara. Namun, jika dilakukan pelacakan mundur, maka dapat dikatakan bahwa simpul tersebut memiliki predecessor. Namun, jika dilakukan pelacakan mundur, maka dapat dikatakan bahwa simpul tersebut memiliki predecessor.

28 Pohon Pelacakan Simpul yang tidak memiliki anak disebut daun (leaf) yang menunjukkan akhir dr suatu pencarian. Simpul yang tidak memiliki anak disebut daun (leaf) yang menunjukkan akhir dr suatu pencarian. Simpul daun dapat berupa tujuan yang diharapkan (goal) atau jalan buntu (dead end). Simpul daun dapat berupa tujuan yang diharapkan (goal) atau jalan buntu (dead end).

29 Pohon And/Or Digunakan untuk menunjukkan bahwa masalah yang hendak diselesaikan dengan Pohon Pelacakan dapat diselesaikan dengan mengambil salah satu sub-goal atau hanya dapat diselesaikan dengan mengambil lebih dr satu sub-goal sekaligus. Digunakan untuk menunjukkan bahwa masalah yang hendak diselesaikan dengan Pohon Pelacakan dapat diselesaikan dengan mengambil salah satu sub-goal atau hanya dapat diselesaikan dengan mengambil lebih dr satu sub-goal sekaligus.

30 Pohon And/Or Gambar [a] menunjukkan ada suatu masalah M yang hendak dicari solusinya dengan 3 kemungkinan yaitu A, B, atau C. Artinya, masalah M bisa diselesaikan jika salah satu dr sub-goal A, B, atau C terpecahkan. OR Gambar [b] menunjukkan bahwa masalah M hanya bisa diselesaikan dengan memecahkan sub-goal A, B, dan C terlebih dulu sekaligus. AND

31 Pohon And/Or Dengan pohon AND/OR bisa mempersingkat level Pohon Pelacakan. Dengan pohon AND/OR bisa mempersingkat level Pohon Pelacakan.

32 Representasi Ruang Keadaaan untuk masalah Ember Air dengan Pohon Pelacakan

33 Strategi Pengendalian Untuk dapat memecahkan problema, dibutuhkan juga suatu struktur pengendalian/kontrol yang melakukan pengulangan (looping) melalui siklus sederhana Untuk dapat memecahkan problema, dibutuhkan juga suatu struktur pengendalian/kontrol yang melakukan pengulangan (looping) melalui siklus sederhana Selama melakukan proses pencarian untuk mendapatkan solusi dari sebuah problema, kita tentu akan bertanya-tanya tentang bagaimanakah caranya memutuskan aturan berikutnya yang akan digunakan kemudian Selama melakukan proses pencarian untuk mendapatkan solusi dari sebuah problema, kita tentu akan bertanya-tanya tentang bagaimanakah caranya memutuskan aturan berikutnya yang akan digunakan kemudian

34 Strategi Pengendalian Strategi pengendalian yang baik haruslah Strategi pengendalian yang baik haruslah 1. Dapat menimbulkan adanya ‘gerak’. Strategi pengendalian yang tidak menyebabkan adanya ‘gerak’ tidak akan pernah sampai pada sebuah solusi. Pada problema ember air, jika kita mulai dengan memilih aturan yang pertama, maka kita tidak akan pernah dapat menyelesaikan problema.

35 Strategi Pengendalian 2. Sistematik Strategi pengendalian yang tidak sistematik akan menyebabkan penggunaan serangkaian operator aturan beberapa kali sebelum sampai pada sebuah solusi.

36 Strategi Pengendalian Jika kita memilih aturan-aturan yang dapat digunakan secara acak (random) pada setiap siklus, walaupun akan menimbulkan adanya ‘gerak’ dan akan menghasilkan solusi, namun kita akan sampai pada keadaan yang sama beberapa kali dan menggunakan lebih banyak langkah yang semestinya diperlukan. Strategi sistematik yang dapat digunakan adalah breadth-first search, depth-first search, dan best-first search. Strategi sistematik yang dapat digunakan adalah breadth-first search, depth-first search, dan best-first search.

37 Problem: Petani Kambing Srigala Rumput Seorang Petani akan menyeberangkan seekor Kambing, seekor Srigala, dan Rumput dengan menggunakan perahu menyeberangi sungai. Seorang Petani akan menyeberangkan seekor Kambing, seekor Srigala, dan Rumput dengan menggunakan perahu menyeberangi sungai. Perahu hanya bisa memuat Petani dan salah satu dari yang hendak diseberangkan (Kambing / Srigala / Rumput). Perahu hanya bisa memuat Petani dan salah satu dari yang hendak diseberangkan (Kambing / Srigala / Rumput). Jika ditinggalkan oleh Petani, maka Rumput akan dimakan oleh Kambing dan Kambing akan dimakan oleh Srigala. Jika ditinggalkan oleh Petani, maka Rumput akan dimakan oleh Kambing dan Kambing akan dimakan oleh Srigala.

38 Problem: Petani Kambing Srigala Rumput Deskripsikan secara formal problema PKSR tersebut! Deskripsikan secara formal problema PKSR tersebut! Bagaimanakah salah satu solusi masalah PKSR tersebut dengan deskripsi formal yang dibuat? Bagaimanakah salah satu solusi masalah PKSR tersebut dengan deskripsi formal yang dibuat? Bagaimanakah representasi ruang keadaan dengan Pohon Pelacakan untuk masalah tersebut? Bagaimanakah representasi ruang keadaan dengan Pohon Pelacakan untuk masalah tersebut?


Download ppt "Pendefinisian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan (State Space Search)"

Presentasi serupa


Iklan oleh Google