Upload
adrilnursalam
View
231
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
1/31
Pendefinisian Problema SebagaiProses Pencarian Ruang Keadaan
(State Space Search)
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
2/31
Pendefinisian Problema Sebagai Proses Pencarian
Ruang Keadaan (State Space Search)
Aspek tingkah laku cerdas yang mendasari teknik penyelesaianproblema disebut proses pencarian ruang keadaan (space statesearch).
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 diberikanmenjadi suatu situasi yang diinginkandengan menggunakanseperangkat operasi yang diperkenankan.
Pendefinisian proses pemecahan problema khusus diijinkan untukdigunakan sebagai kombinasi teknik-teknik yang telah dikenal dan prosespencarian, teknik umum dalam mengamati ruang tersebut untuk mencobamenemukan suatu jalan keluar dari keadaan saat ini menuju keadaan yangdituju.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
3/31
Proses pencarian ruang keadaan itu sendiri tidaklahcukup untuk mengotomatisasikan tingkah laku
pemecahan problema secara otomatis.
Proses pencarian ruang keadaanpencarian mendalam(exhaustive search) melakukan pencarian terhadap
seluruh ruang keadaan serangkaian langkah yang palingdimungkinkan untuk menghasilkan kemenangan.Metode ini dapat diterapkan pada setiap ruang keadaan,
namun ukuran ruang keadaan yang sangat besar
membuat pendekatan ini secara praktis tidakdimungkinkan. Misalnya, dalam permainan catur,terdapat 10120 keadaan atau konfigurasi papan yangberbeda.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
4/31
Kita tidak menggunakan exhaustive searchtetapimenjalankan langkah-langkah yang terbuktiefektif yang didasarkan pada aturan-aturan
tertentu yang memandu proses pencarian kearah ruang keadaan yang paling menjanjikan.Aturan inilah yang dikenal sebagai heuristik
(heuristicdari bahasaYunani yang artinyamenemukan).
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
5/31
Proses Pencarian Heuristik
Heuristik merupakan strategi untuk melakukan prosespencarian ruang problema secara selektif, yangmemandu proses pencarian di sepanjang jalur yangmemiliki kemungkinan sukses paling besar, dan
mengesampingkan usaha yang bodoh danmemboroskan waktu. Jika proses pencarian ruang keadaan merupakan alat
untuk memformalkan proses pemecahan problema,maka heuristik menyuntikkan formalisme tersebut agardapat bekerjasama dengan kecerdasan.
Heuristik mengembangkan efisiensi dalam prosespencarian, namun dengan kemungkinan mengorbankankelengkapan.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
6/31
Proses Pencarian Heuristik
Contoh heuristik adalah algoritma tempat terdekat(shortest path job), menghasilkan prosedur berikut :
1. pilih sebuah kota secara sembarang sebagai awal
perjalanan2. untuk memilih kota persinggahan berikutnya, simak
seluruh kota yang belum pernah disinggahi. Pilih kotaterdekat dengan kota yang saat ini sedang dikunjungi.
3. ulangi langkah kedua sampai semua kota telahdikunjungi.
Eksekusi prosedur ini membutuhkan waktu n2.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
7/31
Deskripsi Formal Sebuah Problema
Langkah-langkah untuk mendapatkan deskripsi formaldari sebuah problema menjadi representasi ruangkeadaan adalah sebagai berikut :
Definisikan ruang keadaan yang berisi semua
konfigurasi yang dimungkinkan dari obyek-obyekyang relevan (dan bisa pula yang tidakdimungkinkan). Tentu saja dimungkinkan untukmendefinisikan ruang seperti ini tanpa menyebutkansemua ruang yang dikandungnya secara eksplisit.
Spesifikasikan satu atau lebih keadaan di dalam ruangkeadaan yang menggambarkan situasi-situasi yangdimungkinkan sebagai keadaan awalprosespemecahan problema.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
8/31
Deskripsi Formal Sebuah Problema
Spesifikasikan satu atau lebih keadaan yang dapatditerima sebagai solusi problema. Keadaan-keadaan inidisebut dengan keadaan tujuan.
Spesifikasikan seperangkat aturan yang menggambarkan
sesuatu yang dimungkinkan untuk dilakukan olehoperator.Untuk hal ini dibutuhkan pemikiran tentang : asumsi-asumsi tersirat yang terkandung dalam deskripsi
problema informal tingkat generalitas aturan-aturan yang dibuat pekerjaan yang harus dilakukan untuk memecahkan problema
dalam bentuk pra-perhitungan dan tergambarkan dalam aturan-aturan yang ada
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
9/31
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
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
10/31
CONTOH 1
PROBLEMA EMBER AIR
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 bervolume3 liter.
Keadaan awal: (0, 0).
Keadaan yang dituju: (2, n), untuk sembarang nilai n(persoalan ini tidak menentukan berapa berapa literair yang ada di ember bervolume 3 liter)
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
11/31
CONTOH 1
PROBLEMA EMBER AIR 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)
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
12/31
CONTOH 1
PROBLEMA EMBER AIRArti dari masing-masing operator aturan di atas adalah1. 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.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
13/31
CONTOH 1
PROBLEMA EMBER AIR
Asumsi eksplisit yang diberikan misalnya :
ember-ember dapat diisi air dari PAM
membuang air dari dalam ember ke luar
menuangkan air dari ember yang satu ke ember yanglain, dan
tidak ada alat ukur.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
14/31
CONTOH 1
PROBLEMA EMBER AIR Salah satu operasi yang dapat memecahkan problema
ini adalah sebagai berikut
Jumlah air (liter) dalam Aturan yang
diterapkanember bervolume4 liter
ember bervolume3 liter
0 0 2
0 3 9
3 0 23 3 7
4 2 5
0 2 9
2 0 solusi
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
15/31
Cara Merepresentasikan Ruang
Keadaan
1. Graf Keadaan
2. Pohon Pelacakan
3. Pohon And/Or
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
16/31
Graf Keadaan
Terdiri dr simpul (node) dan busur (arc). Simpulmenunjukkan keadaan, yaitu keadaan awal dankeadaan baru yang akan dicapai dengan
menggunakan operator. Busur menghubungkan suatu simpul dengan
simpul lainnya.
Busur menunjukkan arah dr suatu keadaan kekeadaan berikutnya.
Dalam praktek, sangat sulit menggambarkan
keadaan dengan graph.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
17/31
Graf Keadaan
M
Simpul M menunjukkan keadaanawal. Simpul T adalah tujuan.Ada 4 lintasan dr M ke T:1. M-A-B-C-E-T2. M-A-B-C-E-H-T3. M-D-C-E-T4. M-D-C-E-H-T
Lintasan yang tidak sampai ketujuan (menemui jalan buntu) :1. M-A-B-C-E-F-G2. M-A-B-C-E-I-J3. M-D-C-E-F-G4. M-D-C-E-I-J5. M-D-I-J
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
18/31
Pohon Pelacakan
Untuk menghindari kemungkinan adanya prosespelacakan simpul secara berulang pada GraphKeadaan, digunakan Pohon Pelacakan, berupa
struktur pohon.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
19/31
Pohon Pelacakan
M
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
20/31
Pohon Pelacakan
Simpul pada Level 0 disebut akar (root). Simpulakar menunjukkan keadaan awal yang biasanyamerupakan topik atau obyek.
Simpul akar memiliki beberapa percabanganyang terdiri atas beberapa simpul successoryangdisebut anak(child) dan merupakan simpul
perantara. Namun, jika dilakukan pelacakan mundur , maka
dapat dikatakan bahwa simpul tersebut memiliki
predecessor.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
21/31
Pohon Pelacakan
Simpul yang tidak memiliki anak disebut daun(leaf) yang menunjukkan akhir dr suatupencarian.
Simpul daun dapat berupa tujuan yangdiharapkan (goal) atau jalan buntu (dead end).
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
22/31
PohonAnd/Or
Digunakan untuk menunjukkan bahwa masalahyang hendak diselesaikan dengan PohonPelacakan dapat diselesaikan dengan mengambil
salah satu sub-goal atau hanya dapat diselesaikandengan mengambil lebih dr satu sub-goalsekaligus.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
23/31
PohonAnd/Or
Gambar [a] menunjukkan ada suatu masalah M yang hendak dicari
solusinya dengan 3 kemungkinan yaitu A, B, atau C. Artinya, masalah Mbisa diselesaikan jika salah satu dr sub-goal A, B, atau C terpecahkan.ORGambar [b] menunjukkan bahwa masalah M hanya bisa diselesaikan
dengan memecahkan sub-goal A, B, dan C terlebih dulu sekaligus. AND
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
24/31
PohonAnd/Or
Dengan pohon AND/OR bisa mempersingkat levelPohon Pelacakan.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
25/31
Representasi Ruang Keadaaan untuk masalah
Ember Air dengan Pohon Pelacakan
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
26/31
Strategi Pengendalian
Untuk dapat memecahkan problema,dibutuhkan juga suatu strukturpengendalian/kontrol yang melakukan
pengulangan (looping) melalui siklus sederhana
Selama melakukan proses pencarian untukmendapatkan solusi dari sebuah problema, kita
tentu akan bertanya-tanya tentang bagaimanakahcaranya memutuskan aturan berikutnya yangakan digunakan kemudian
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
27/31
Strategi Pengendalian
Strategi pengendalian yang baik haruslah
1. Dapat menimbulkan adanya gerak.
Strategi pengendalian yang tidak menyebabkanadanya gerak tidak akan pernah sampai padasebuah solusi.
Pada problema ember air, jika kita mulai dengan
memilih aturan yang pertama, maka kita tidakakan pernah dapat menyelesaikan problema.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
28/31
Strategi Pengendalian
2. Sistematik
Strategi pengendalian yang tidak sistematikakan menyebabkan penggunaan serangkaianoperator aturan beberapa kali sebelum sampaipada sebuah solusi.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
29/31
Strategi Pengendalian
Jika kita memilih aturan-aturan yang dapatdigunakan secara acak (random) pada setiapsiklus, walaupun akan menimbulkan adanya
gerak dan akan menghasilkan solusi, namunkita akan sampai pada keadaan yang samabeberapa 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.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
30/31
Problem:
Petani Kambing Srigala Rumput
Seorang Petani akan menyeberangkan seekorKambing, seekor Srigala, dan Rumput denganmenggunakan perahu menyeberangi sungai.
Perahu hanya bisa memuat Petani dan salah satudari yang hendak diseberangkan (Kambing /Srigala / Rumput).
Jika ditinggalkan oleh Petani, maka Rumputakan dimakan oleh Kambing dan Kambing akandimakan oleh Srigala.
8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan
31/31
Problem:
Petani Kambing Srigala Rumput
Deskripsikan secara formal problema PKSRtersebut!
Bagaimanakah salah satu solusi masalah PKSRtersebut dengan deskripsi formal yang dibuat?
Bagaimanakah representasi ruang keadaandengan Pohon Pelacakan untuk masalah
tersebut?