Pendahuluan CS3243 Kecerdasan Mesin dan Artifisial Informatics Theory & Programming (ITP) Informatics Eng. Dept. – IT Telkom

Suyanto, ST, MSc. Lab. Metode Formal F112 HP: +62 815 710 1209 www.ittelkom.ac.id/staf/suy suy@ittelkom.ac.id

Outline Garis-garis Besar Program Pengajaran (GBPP) Penilaian Definisi Kecerdasan Mesin atau Artificial Intelligence Beragam aplikasi AI AI: Dulu, Sekarang, dan Masa Depan Kesimpulan

GBPP Membuat mahasiswa memahami teknik-teknik dasar dan beragam metode kecerdasan mesin, kelebihan dan kekurangannya, serta mampu memilih teknik dan metode yang paling sesuai untuk beragam masalah dan kasus yang dihadapi; Membuat mahasiswa mampu memahami berbagai masalah dan bagaimana menyelesaikannya menggunakan teknik dasar yang sesuai; dan Melatih mahasiswa untuk mengimplementasikan salah satu teknik dasar untuk penyelesaian masalah dunia nyata.

Searching Reasoning Planning Learning

Tujuan Instruksional Khusus (TIK) GBPP No Tujuan Instruksional Khusus (TIK) Pokok Bahasan Sub Pokok Bahasan Estimasi Waktu Daftar Pustaka 1 Memberikan gambaran umum mengenai teknik dan metode kecerdasan mesin. Pendahuluan Definisi kecerdasan mesin Beragam aplikasi Artificial Intelligence (AI) AI: Dulu, Sekarang, dan Masa Depan 1 minggu 1, 2, 3, 4, 5 2 Memberikan pemahaman dan diskusi tentang teknik Searching. Searching (Pencarian) Ruang Masalah Sistem produksi atau operator Metode-metode pencarian Blind search Informed search Algoritma Genetika 4 minggu 1, 2 3 Memberikan pemahaman mengenai teknik Reasoning (penalaran) dan perbedaanya dengan Searching. Reasoning (penalaran) Propositional Logic First-Order Logic Fuzzy Systems 2 minggu 1, 2, 3 4 Memberikan pemahaman mengenai teknik Planning (penalaran) dan perbedaanya dengan Reasoning dan Searching. Planning (Perencanaan) Penyelesaian masalah menggunakan Planning Goal-Stack-Planning (GSP) Constraint Posting 5 Memberikan pemahaman mengenai teknik Learning (penalaran) dan perbedaanya dengan Reasoning, Searching, dan Planning. Learning (Pembelajaran) Decision tree learning Jaringan Syaraf Tiruan Diskusi tentang perbedaan keempat teknik AI 1, 2, 3, 4, 5, 6 6 Melatih mahasiswa dalam menggunakan teknik dan metode dasar AI untuk penyelesaian masalah dunia nyata. Studi kasus Masalah dan kasus yang bisa diselesaikan menggunakan Searching, Reasoning, Planning, dan Learning

Buku Referensi Suyanto. 2007. Artificial Intelligence: Searching, Reasoning, Planning and Learning. Informatika, Bandung. ISBN: 979-1153-05-1. Russel, Stuart and Norvig, Peter. 1995. Artificial Intelligence: A Modern Approach. Prentice Hall International, Inc. Suyanto. 2008. Evolutionary Computation: Komputasi Berbasis “Evolusi” dan “Genetika”. Penerbit Informatika, Bandung Indonesia. ISBN: 978-979-1153 38-6. Suyanto. 2008. Soft Computing: Membangun Mesin Ber-IQ Tinggi. Informatika, Bandung Indonesia. ISBN: 978-979-1153-49-2. Mitchell M. Tom. 1997. Machine Learning. McGraw-Hill International Editions. Printed in Singapore.

Daftar Pustaka Suyanto. 2005. Algoritma Genetika dalam MATLAB. Andi Publisher, Yogyakarta, Indonesia. ISBN: 979-731-727-7. Haykin, Simon, 1994, “Neural Networks: A Comprehensive Foundation”. Macmillan Publishing Company: New York. Ray Kurzweil, 1999, “The age of Spiritual Machines: When Computers Exceed Human Intelligence”. Viking Penguin, a division of Penguin Putnam Inc., United Kingdom.

Prasyarat Logika Matematika Algoritma dan Struktur Data Probabilitas dan Statistika Matematika Diskrit

Penilaian Nilai Akhir (NA) Grade NA ≥ 80 A 70 ≤ NA < 80 B UTS 30 % UAS 30 % Tugas individu 40 % Nilai Akhir (NA) Grade NA ≥ 80 A 70 ≤ NA < 80 B 60 ≤ NA < 70 C 50 ≤ NA < 60 D NA < 50 E

Definisi AI [RUS95] Thinking Humanly (cognitive Modeling Approach) Acting Humanly (Turing Test Approach) Thinking Rationally (Laws of Thought Approach) Acting Rationally (Rational Agent Approach)

Thinking Humanly Thinking Rationally Acting Humanly Acting Rationally “The exciting new effort to make computers think … machines with minds, in the full and literal sense” (Haugeland, ‘85) “[The automation of] activities that we associate with human thinking, activities such as decision making, problem solving, learning …” (Bellman, ‘78) Thinking Humanly “The study of mental faculties through the use of computational models” (Charniak and McDermott, ‘85) “The study of the computations that make it possible to perceive, reason, and act” (Winston, ‘92) Thinking Rationally “The art of creating machines that perform functions that require intelligence when performed by people” (Kurzweil, ‘90) “The study of how to make computers do things which, at the moment, people do better” (Rich and Knight, ‘91). Acting Humanly A field of study that seeks to explain and emulate intelligent behavior in term of computational processes” (Schalkoff, ‘90) “The branch of computer science that is concerned with the automation of intelligent behavior” (Luger and Stubblefield, ‘93) Acting Rationally

Beragam aplikasi AI Mobile Navigation Systems (MNS) (searching) Electronic Medical Systems (EMR) (reasoning) Mathematical Theorem Proving (reasoning) Expert System: CyC (reasoning) Elevator Control System (planning) Optimum-AIV (planning) Data Mining (learning)

Beragam aplikasi AI ALVINN Handwriting recognition Computer Vision (searching, learning) ALVINN Handwriting recognition Electronics and manufacturing inspection Photo interpretation Baggage inspection 2D to 3D image conversion

Beragam aplikasi AI Speech Processing Game Text to Speech (searching, learning) Speech to Text (searching, learning) Domain specific applications (searching, learning) S2SMT (searching, learning) Game Deep Blue  Permainan Catur (reasoning) Neurogammon [TES90]  Backgammon berbasis MLP (learning) NeuroGo [ENZ03] dan WinHonte [JEL09]  Go (learning)

MNS: Pet@WAP Winner Utak Atik Otak 2001 IF STT Telkom ’96 Smartphone (WAP) Modified Bidirectional A*

TomTom MNS terpopuler di dunia Dibuat oleh TomTom NV 50% pasar Eropa 20% Amerika Utara Terjual > 8 juta unit (laporan tahun 2006) www.tomtom.com

TomTom GO 910 Bluetooth® connectivity Text-to-speech Real-time traffic Real-time weather reports Route choice

Garmin Amerika Utara & Eropa Hotel, restaurant, ATM Text-to-speech Real-time traffic Real-time weather reports Alternative routes

EMR (Electronic Medical Systems)

MedicWare (www.medicware.com)

MedicWare (www.medicware.com)

Cyc System [www.cyc.com] AI yang menggunakan common sense knowledge Mulai tahun 1984 oleh Doug Lenat Grant US$ 25 juta selama 10 tahun Microelectronics & Computer Technology Corp. Menggunakan Semantic Reasoning Menggunakan SubL (Common Lisp) dan C 15 ribu Predicates 300 ribu Concepts 3,2 juta Assertions

SKSI (Semantic Knowledge Source Integration)

Deep Blue 11-05-1997: Deep Blue Vs. Garry Kasparov, the six-game rematch 3½ – 2½

ECS (Elevator Control System ) Rockefeller Ctr (NY) Petronas (KL) Kebutuhan users: - Kapasitas ruang - Konflik antar pengguna - Attended travel - Non-stop travel - VIP services - Access restrictions

Petronas (KL) Rockefeller Ctr (NY)

Optimum-AIV www.aiai.ed.ac.uk/project/optimum-aiv Planning and Scheduling of Spacecraft Assembly, Integration & Verification Monitoring of plan execution and the plan repair phases. Preconditions and effects on the spacecraft configuration of individual activities can be stated and used for verification of the plan logic.

Spam Filtering Email spam Email sampah atau email yang tidak diperlukan user Contoh: Instant messaging spam Web search engine spam Blogs spam Mobile phone messaging spam, dsb. Jumlahnya mencapai 90 milyar per hari

Tujuan Spam Penipuan (lotre, silahkan hubungi kami di alamat ...) Money laundring (menawarkan transaksi pekerjaan yang berhubungan dengan rekening bank) Promosi produk (seperti produk obat-obatan) Menyebarkan virus, trojan, worm, dsb.

Arsitektur SpamGuru untuk perusahaan besar

Filtering Pipe Line pada SpamGuru.

ALVINN (Autonomous Land Vehicle In a Neural Network) Dibuat pada tahun 1989 Oleh Dean Pomerleau Carnegie Mellon University Berjalan 70 mil/jam Di jalanan Pittsburgh Utara www.ri.cmu.edu/projects/project_160.html

S2SMT: VerbMobil http://verbmobil.dfki.de

S2SMT: AT&T

S2SMT: ATR MATRIX [www.atr.jp]

Sejarah AI Era komputer elektronik (1941) 1941: komputer dikembangkan di USA dan Jerman 1949: komputer yang bisa menyimpan program. Masa Persiapan AI (1943 – 1956) 1943: McCulloch & Pitts  model artificial neuron. 1956: McCarthy  Principia Mathematica: program yang mampu berpikir non-numerik dan menyelesaikan masalah pemikiran. McCarthy  Father of AI

Sejarah AI Awal Perkembangan AI (1952 – 1969) Newell & Simon  General Problem Solver 1958: McCarthy  LISP McCarthy  Programs with Common Sense 1959: Nathaniel Rochester  Geometry Theorm Prover 1963: James Slagle  penyelesaian integral tertutup 1968: Tom Evan  penyelesaian masalah analogi geometris yang ada pada tes IQ.

Sejarah AI Perkembangan AI melambat (1966 – 1974) Program AI hanya mengandung sedikit pengetahuan pada subjeknya dan berhasil hanya karena manipulasi sintetis yang sederhana. Contoh: ELIZA. E: Halo user, apa kabar? U: Aku sedih. E: Kamu sedih. Kenapa? U: Temanku membenciku. E: Temanmu membencimu. Mengapa? U: Aaahh bosan. Kamu bisanya cuma bilang itu-itu aja... E: Aaahh bosan. Kenapa? U: Zzzzzz…zzz…zzz

Sejarah AI Perkembangan AI melambat (1966 – 1974) Banyak masalah berkaitan  program AI gagal. Ada beberapa batasan pada struktur dasar yang digunakan untuk menghasilkan perilaku intelijensia. Program Perceptron dapat ditampilkan untuk mempelajari segala sesuatu, tetapi hanya merepresentasikan beberapa saja. Dua masukan perceptron yang berbeda tidak dapat dilatihkan untuk mengenali kedua masukan berbeda tersebut.

Sejarah AI Sistem berbasis pengetahuan (1969 – 1979) AI menjadi sebuah indusri (1980 – 1988) Sistem pakar R1  mengkonfigurasi sistem komputer Dioperasikan di Digital Equipment Corporation (DEC) Carnegie Group, Inference, Intellicorp, dan Technoledge  software tools untuk membangun sistem pakar Kembalinya Jaringan Syaraf Tiruan (1986 – sekarang) 1985-an: Algoritma belajar Back-Propagation Digunakan dalam ilmu komputer dan psikologi

AI Saat Ini Berkembang menjadi berbagai bidang ilmu yang fokus pada area tertentu Global Optimization Expert Systems: symbolic & logic Evolutionary Computation: numeric Soft Computing: fuzzy logic, neural network, dsb. …

AI Masa Depan Mampukah suatu kecerdasan membuat kecerdasan lain yang lebih cerdas daripada dirinya sendiri? Apakah kita lebih cerdas daripada proses “evolusi” yang menciptakan kita? Akankah kecerdasan yang kita buat melebihi kecerdasan kita sendiri?

Prediksi [RAY99] Tahun 2009 PC dapat melakukan satu triliun kalkulasi per detik. Komputer akan menjadi sangat kecil, menempel pada pakaian dan perhiasan. Sebagian besar transaksi bisnis rutin berada di antara manusia dan personalitas virtual. Telepon dengan terjemahannya (translating telephone), pemanggil dan yang dipanggil bisa menggunakan dua bahasa berbeda, akan digunakan secara luas di masyarakat.

(Ray Kurzweil, The Age of Spiritual Machines. Penguin Books. 1999)

Prediksi [RAY99] Tahun 2019 1 PC = 1 otak manusia. Komputer semakin mudah dioperasikan, tidak terlihat dan menempel dimana saja. Virtual reality sudah dalam tiga dimensi. Sebagian besar interaksi dengan komputer sudah melalui gesture dan komunikasi bahasa alami dua arah. Lingkungan realistis yang mencakup audio, visual, dan fisik membuat manusia mampu melakukan sesuatu, secara virtual, dengan manusia lain, meskipun ada batasan secara fisik.

Prediksi [RAY99] Tahun 2029 1 PC = 1000 otak manusia. Komputer telah terhubung langsung ke otak manusia dengan koneksi high-bandwidth. Pencangkokan otak berhasil dilakukan untuk meningkatkan persepsi dan interpretasi secara audio dan visual, memori, dan penalaran. Komputer mampu membaca semua literatur dan material multimedia yang dibangkitkan oleh mesin maupun manusia. Muncul diskusi tentang legalitas komputer dan konstitusi manusia.

Prediksi [RAY99] Tahun 2049 Makanan yang diproduksi menggunakan nano technology mulai digunakan secara umum. Makanan tersebut mempunyai komposisi gizi yang baik, mempunyai rasa dan tekstur yang sama dengan makanan organik.

Prediksi [RAY99] Tahun 2072 Picoengineering atau teknologi pada skala picometer atau 10-12 meter berhasil diaplikasikan didunia nyata.

Prediksi [RAY99] Tahun 2099 Ada kecenderungan kuat untuk membuat gabungan antara pemikiran manusia dengan kecerdasan mesin. Tidak ada lagi perbedaan yang jelas antara manusia dan mesin. Sebagian besar entitas tidak mempunyai kehadiran fisik yang permanen. Kecerdasan berbasis mesin yang diturunkan dari model-model kecerdasan manusia yang diperluas mengklaim dirinya sebagai manusia.

Human-level AI leads quickly to greater-than-human-level intelligence. It is dangerous to believe that artificial systems are inherently inferior to human mind. Human-level AI leads quickly to greater-than-human-level intelligence. Technological progress in other fields will be accelerated by the AI arrival. (Ray Kurzweil, The Age of Spiritual Machines. Penguin Books. 1999)

AI: Pasang Surut? R. Bagwell, student cartoonist

Teleportation: 1000 - 950 SM

June 7, 2000 The orbiting Solar and Heliospheric Observatory (SOHO) recorded a powerful series of solar eruptions including a full-halo coronal mass ejection (CME)

Kesimpulan Definisi AI = ”acting rationally” (rational agent) Sejak tahun 1980, AI menjadi sebuah industri yang besar dengan perkembangan yang sangat pesat. Dengan teknologi hardware yang performansinya semakin tinggi dan berukuran kecil serta didukung teknologi software yang semakin beragam dan kuat, produk-produk berbasis AI semakin dekat dengan kehidupan manusia. Di masa depan, AI mungkin bisa membuat kecerdasan yang hampir menyamai kecerdasan manusia.

Daftar Pustaka [SUY07] Suyanto. 2007. Artificial Intelligence: Searching, Reasoning, Planning and Learning. Informatika, Bandung Indonesia. ISBN: 979-1153-05-1. [RUS95] Russel, Stuart and Norvig, Peter. 1995. Artificial Intelligence: A Modern Approach. Prentice Hall International, Inc. [SUY08a] Suyanto. 2008. Evolutionary Computation: Komputasi Berbasis “Evolusi” dan “Genetika”. Informatika, Bandung Indonesia. ISBN: 978-979-1153 38-6. [SUY08b] Suyanto. 2008. Soft Computing: Membangun Mesin Ber-IQ Tinggi. Informatika, Bandung Indonesia. ISBN: 978-979-1153-49-2. [MIT97] Mitchell M. Tom. 1997. Machine Learning. McGraw-Hill International Editions. Printed in Singapore.

Daftar Pustaka [SUY05] Suyanto. 2005. Algoritma Genetika dalam MATLAB. Andi Publisher, Yogyakarta, Indonesia. ISBN: 979-731-727-7. [TES90] Tesauro Gerald. 1990. Neurogammon: A neural network backgammon program. IJCNN Proceedings (International Joint Conference on Neural Networks), volume 3, pages 33-40. [ENZ03] Enzenberger M. 2003. Evaluation in Go by a Neural Network Using Soft Segmentation . University of Alberta, Edmonton, Alberta, Canada. Proceedings of the 10th Advances in Computer Games Conference, Graz. [JEL09] JellyFish AS. 2009. JellyFish Go WinHonte. Didownload pada 06 Januari 2009 dari www.jellyfish-go.com [RAY99] Ray Kurzweil, 1999, “The age of Spiritual Machines: When Computers Exceed Human Intelligence”. Viking Penguin, a division of Penguin Putnam Inc., United Kingdom.