Masalah, Ruang Keadaan, dan Pencarian

What is AI ? Sistem yang berpikir seperti manusia Thinking humanly Sistem yang berpikir secara rasional Thinking rationally Sistem yang bertindak seperti manusia Acting humanly Sistem yang bertindak secara rasional Acting rationally

Perbedaan antara Pemrograman IB dan Konvensional Komputasi Konvensional Representasi dan Manipulasi simbol Algoritama Memberitahu komputer tentang suatu masalah Memerintah komputer untuk menyelesaikan masalah Komputer diberi pengetahuan dan kemampuan inferensi Memberi data kepada komputer dan program

Uji Turing Dari AI Bertindak Seperti Manusia

Kelebihan IB: Lebih bersifat permanen. Lebih mudah diduplikasi & disebarkan. Lebih murah. Bersifat konsisten dan teliti karena kecerdasan buatan adalah bagian dari teknologi komputer sedangkan kecerdasan alami senantiasa berubah-ubah Dapat didokumentasi.Keputusan yang dibuat komputer dapat didokumentasi dengan mudah dengan cara melacak setiap aktivitas dari sistem tersebut. Kecerdasan alami sangat sulit untuk direproduksi. Dapat mengerjakan beberapa task lebih cepat dan lebih baik dibanding manusia

Kelebihan kecerdasan alami Kreatif : manusia memiliki kemampuan untuk menambah pengetahuan, sedangkan pada kecerdasan buatan untuk menambah pengetahuan harus dilakukan melalui sistem yang dibangun. Memungkinkan orang untuk menggunakan pengalaman atau pembelajaran secara langsung. Sedangkan pada kecerdasan buatan harus mendapat masukan berupa input-input simbolik. Pemikiran manusia dapat digunakan secara luas, sedangkan kecerdasan buatan sangat terbatas.

Sistem yg menggunakan IB Masalah Solusi Basis Pengetahuan Inference Engine

Pertimbangan sistem yg mampu menyelesaikan masalah: Mendefinisikan masalah dg tepat. Spesifikasi mengenai keadaan awal dan solusi yg diharapkan. Analisis permasalahan. Menggunakan teknik yg sesuai. Merepresentasikan pengetahuan utk permasalahan. Memilih teknik penyelesaian yg terbaik.

CONTOH:Mendefinisikan Masalah sebagai “State Space Search” (SSS/mencari ruang yg berisi semua keadaan yg mungkin) Misalnya permainan catur , maka SSS nya adalah : Menspesifikasikan posisi awal dari papan catur Peraturan (rules) yang mendefinisikan langkah-langkah yang legal Posisi papan yang merepresentasikan pemenang dari satu sisi atau sisi lainnya. Tujuan (Goal) dari permainan adalah : memenangkan permainan.

Masalah : permainan catur Aturan yang harus ditentukan: Posisi awal selalu sama. Aturan-aturan utk melakukan gerakan secara legal. Goal: Raja hitam tidak dapat bergerak lagi Umumnya mendeskripsikan masalah dg baik: Mendefinisikan ruang keadaan. Menetapkan satu atau lebih keadaan awal. Menetapkan satu atau lebih tujuan. Menetapkan kumpulan aturan (Rules).

Kasus Graph Keadaan: Graph merupakan minimum sebuah simpul(node) yang mungkin mempunyai busur utk menunjukkan arah. Graph mempunyai keadaan awal dan keadaan tujuan dg busur sebagai penghubung.

Graph keadaan Pertanyaan: 3 1 F G B 4 4 E 2 6 7 M C 2 T H 5 3 6 8 I 4 D J 2 Pertanyaan: Tentukan lintasan dg keadaan awal M dan goalnya T! Tentukan lintasan yg tidak sampai ke tujuan! Tentukan siklus dari graph di atas!

Pohon Pelacakan Karena adanya siklus dalam sebuh graph maka digunakan Pohon pelacakan. Apakah sebuah Pohon itu? Tentukan Pohon-pohon dari Graph keadaan sebelumnya! Berapa jumlah daun dalam pohon tersebut? Berapa tinggi pohon tersebut?

Pohon AND/OR: M M A B C A B C OR AND OR: masalah M dapat terpecahkan jika salah satu dari subgoal A,B,C terpecahkan. AND: masalah dari M terpecahkan jika semua subgoal A,B,C sudah terpecahkan.

Pertanyaan: Dari gambar pohon sebelumnya, buatlah Pohon AND/OR sehingga penyelesaian dapat dipersingkat!

Note: Air Tidak Terbatas A Water Jug Problem Diketahui dua buah jerigen, yang satu ukuran 4 galon dan yang lain 3 galon. Kedua gelas tidak memiliki skala ukuran. Terdapat pompa yang dapat digunakan untuk mengisi jerigen dengan air. Bagaimana anda mendapatkan tepat 2 galon air di dalam jerigen ukuran 4 galon? 4 Galon (y) 3 Galon (x) Note: Air Tidak Terbatas

Sistem Penyelesaian masalah: Ruang masalah untuk masalah di atas dapat digambarkan sebagai himpunan pasangan bilangan bulat (x,y) yang terurut, s.r.s x Є {0, 1, 2, 3, 4} dan y Є {0, 1, 2, 3}; x menyatakan jumlah air dalam gelas ukuran 4 galon, dan y menyatakan jumlah air dalam gelas ukuran 3 galon. Keadaan mula-mula adalah (0,0). State tujuan (goal) adalah (2,n) untuk setiap nilai n sebarang.

Keadaan Teko Air: Keadaan Awal GOAL (0,0) (1,0) (2,0) (3,0) (4,0) (0,1) (1,1) (2,1) (3,1) (4,1) (0,2) (1,2) (2,2) (3,2) (4,2) (0,3) (1,3) (2,3) (3,3) (4,3)

Operator-operator (aturan produksi) yang digunakan untuk memecahkan masalah terlihat: 1. (x,y) If x < 4 → (4,y) Isi penuh gelas 4 galon 2. If y < 3 (x,3) Isi penuh gelas 3 galon 3. If x > 0 (x-d,y) Buang sebagian air dari gelas 4 galon 4. If y > 0 (x,y-d) Buang sebagian air dari galon ukuran 3 galon 5. (0,y) Kosongkan gelas 4 galon

6. (x,y) If y > 0 → (x,0) Kosongkan gelas 3 galon 7. If x+y ≥4 and y > 0 (4,y-(4-x)) Tuangkan air dari gelas 3 galon ke gelas 4 galon sampai gelas 4 galon penuh 8. If x+y ≥3 and x > 0 (x-(3-y),3) Tuangkan air dari gelas 4 galon ke gelas 3 galon sampai gelas 3 galon penuh 9. If x+y ≤4 and y > 0 (x+y,0) Tuangkan seluruh air dari gelas 3 galon ke gelas 4 galon

10. (x,y) If x+y ≤3 and x > 0 → (0,x+y) Tuangkan seluruh air dari gelas 4 galon ke gelas 3 galon 11. (0,2) (2,0) Tuangkan 2 galon air dari gelas 3 galon ke gelas 4 galon 12. (2,y) (0,y) Buang 2 galon dalam gelas 4 galon sampai habis.

Representasi Ruang dan Keadaan kasus tersebut: (0,0) (4,0) (0,3) (4,3) (0,0) (1,3) (4,3) (0,0) (3,0)

Suatu solusi untuk Water Jug Problem Jumlah galon Aturan yang dilakukan dalam gelas 4 galon dalam gelas 3 galon - 3 2 9 4 7 5 atau 12 9 atau 11 (Solusi)

Kasus Petani, srigala dan sayuran Identifikasi ruang keadaan Permasalahan dilambangkan dengan (x:jmlKambing,y:jmlSrigala,z:jmlSayuran,w:jmlPerahu). Keadaan awal :Daerah asal= (1,1,1,1), dan Daerah seberang=(0,0,0,0). Keadaan Tujuan: Daerah asal= (0,0,0,0), dan Daerah seberang=(1,1,1,1).

Aturan-aturan (Rules): Aturan ke- Aturan 1. Kambing menyeberang 2. Sayuran menyeberang 3. Srigala menyeberang 4. Kambing kembali 5. Sayuran kembali 6. Srigala kembali 7. Perahu kembali

Solusi Kasus Petani, srigala dan sayuran Daerah Asal Daerah Seberang Aturan yg digunakan (1,1,1,1) (0,0,0,0) 1 (0,1,1,0) (1,0,0,1) 7 (0,1,1,1) (1,0,0,0) 3 (0,0,1,0) (1,1,0,1) 4 (1,0,1,1) (0,1,0,0) 2 Solusi

Metode Pencarian: Pencarian Buta (Blind Search) Pencarian Melebar Pertama (Breadth-First Search (BFS)). Semua node pada level n akan dikunjungi terlebih dahulu sebelum ke level n+1. pencarian dari akar sampai ke level 1 pada node dari kiri ke kanan, dan seterusnya ke level berikutnya sampai ditemukannya GOAL (Solusi).

Algoritma BFS.