Artificial Intelligent Chapter 4 Searching

Searching Memecahkan suatu masalah dengan teknik searching atau pencarian: Mendefinisikan ruang masalah Mendefinisikan aturan produksi Memilih metode pencarian yang tepat

4.1 Ruang Masalah Masalah utama dalam membangun sistem berbasis AI adalah bagaimana mengkonversi situasi yang diberikan ke dalam situasi lain yang diinginkan menggunakan sekumpulan operasi tertentu. Ruang Masalah dapat digambarkan sebagai himpunan keadaan (state) atau bisa juga sebagai himpunan rute dari keadaan awal (initial state) menuju keadaan tujuan (goal state)

Kasus : Jurigen Air Anda diberi 2 buah jurigen air tanpa skala ukuran, yang berkapasitas 4 galon dan 3 galon. Terdapat kran yang dapat mengalirkan air tanpa batas untuk mengisi jurigen tersebut. Bagaimana langkah untuk mendapatkan air tepat sebanyak 2 galon dalam jurigen yang berkapasitas 3 galon?

Kasus : Jurigen Air Definisikan Ruang Masalah: (x,y) x = 0,1,2,3,4  isi jurigen kap. 4 galon y = 0,1,2,3  isi jurigen kap. 3 galon Keadaan awal, initial state = (0,0) Keadaan tujuan, goal state = (n,2)

4.2 Aturan / Sistem Produksi Operasi yang mengubah suatu state ke state lainnya disebut sebagai aturan produksi. Aturan produksi dapat didefinisikan dengan menggambarkan struktur pohon dari keadaan-keadaan. Dengan merepresentasikan initial state (0,0) sebagai simpul akar (root) dari sebuah pohon, maka dapat ditelurusi simpul-simpul (keadaan-keadaan) berikutnya yang mungkin terjadi. Penulusuran dilakukan sampai didapatkan semua aturan produksi yang mungkin. Bagaimana untuk tahu bahwa aturan produksi yang didefinisikan sudah lengkap atau belum?

4.2 Aturan / Sistem Produksi Sebuah himpunan aturan; Sisi kiri menentukan kemampuan aplikasi dari aturan tersebut Sisi kanan menggambarkan operasi yang dilakukan jika aturan tersebut dilaksanakan. Satu atau lebih pengetahuan atau basis data yang berisi informasi apapun untuk tujuan tertentu.

4.2 Aturan / Sistem Produksi Strategi kontrol; yang menspesifikasikan urutan dimana aturan akan dibandingkan dengan basis data dan menspesifikasikan cara pemecahan masalah jika beberapa aturan dapat dilakukan pada waktu yang sama. Syaratnya: cause motion; strategi kontrol yang tidak menyebabkan motion tidak akan pernah mencapai solusi. Systematic; agar tidak mengunjungi beberapa state yang sama dan agar jumlah langkah minimum. Pengaplikasi aturan (a rule applier), untuk mengaplikasikan aturan yang terpilih

Kasus : Jurigen Air Aturan produksi: 1. (x,y)  (4,y) If x < 4 Isi penuh jurigen 4 galon 2. (x,y)  (x,3) If y < 3 Isi penuh jurigen 3 galon 3. (x,y)  (x-d,y) If x > 0 Buang sebagian air dari jurigen 4 galon 4. (x,y)  (x,y-d) If y > 0 Buang sebagian air dari jurigen 3 galon

Kasus : Jurigen Air Aturan produksi: 5. (x,y)  (0,y) If x > 0 Kosongkan jurigen 4 galon 6. (x,y)  (x,0) If y > 0 Kosongkan jurigen 3 galon 7. (x,y)  (4,y-(4-x)) If x+y>4 and y>0 Tuangkan air dr jurigen 3 galon ke jurigen 4 galon sampai jurigen 4 galon penuh 8. (x,y)  (x-(3-y),3) If x+y>3 and x>0 Tuangkan air dr jurigen 4 galon ke jurigen 3 galon sampai jurigen 3 galon penuh

Implementation: states vs. nodes A state is a (representation of) a physical configuration A node is a data structure constituting part of a search tree includes state, parent node, action, path cost g(x), depth The Expand function creates new nodes, filling in the various fields and using the SuccessorFn of the problem to create the corresponding states.

4.3 Metode Pencarian Semua metode pencarian dikelompokkan atas : Pencarian buta / tanpa informasi (blind / un-informed search). Pencarian heuristik / dengan informasi (heuristic / informed search) Setiap metode mempunyai karakteristik yang berbeda dengan kelebihan dan kekurangan masing-masing

Search strategies A search strategy is defined by picking the order of node expansion. Strategies are evaluated along the following dimensions (untuk mengukur performansi metode pencarian): completeness: does it always find a solution if one exists? (Apakah metoda tersebut menjamin penemuan solusi jika solusinya memang ada?) time complexity: number of nodes generated. (Berapa lama waktu yang diperlukan?) space complexity: maximum number of nodes in memory. (Berapa banyak memory yang diperlukan?) optimality: does it always find a least-cost solution? (Apakah metoda tersebut menjamin menemukan solusi yang terbaik jika terdapat beberapa solusi berbeda?) Time and space complexity are measured in terms of b: maximum branching factor of the search tree d: depth of the least-cost solution m: maximum depth of the state space (may be ∞)

Kasus : Jurigen Air Solusi: Terdapat 4 aturan produksi yang digunakan. Hal ini berarti diperlukan 4 langkah untuk menyelesaikan. Jumlah air dalam jurigen 4 galon Jumlah air dalam jurigen 3 galon Aturan produksi yang diaplikasikan -- 3 2 9 4 7