HEURISTIC SEARCH -...

HEURISTIC SEARCH

UTHIE

Pendahuluan Pencarian buta biasanya tidak efisien karena waktu akses

memori yang dibutuhkan cukup besar.

Untuk mengatasi hal ini maka perlu ditambahkan suatu informasi pada domain yang bersangkutan sehingga proses pencarian yang baru akan dihasilkan.

Pencarian seperti ini disebut sebagai informed search atau pencarian heuristic atau pencarian terbimbing, yaitu pencarian berdasarkan panduan.

(Dalam sutojo dkk) teknik pencarian heuristic merupakan suatu strategi untuk melakukan proses pencarian secara selektif dan dapat memandu proses pencarian yang memiliki kemungkinan sukses paling besar, namun dengan kemungkinan mengorbankan kelengkapan (completeness)

UTHIE

Pendakian Bukit (Hill Climbing)

Ada 2 macam yaitu :

1. Simple hill climbing

2. Stepest ascent hill climbing

UTHIE

Langkah pencarian (Rich, Elaine and knight, kevin, 1991, “Artificial Intelligent”, Mc Graw Hill, Inc, second edition) :1. Mulai dari keadaan awal, lakukan pengujian : jika merupakan

tujuan, maka berhenti dan jika tidak, lanjutkan dengan keadaan sekarang sebagai keadaan awal

2. Kerjakan langkah-langkah berikut sampai solusinya ditemukan atau sampai tidak ada operator baru yang akan diaplikasikan pada keadaan sekarang

3. Cari operator yang belum pernah digunakan ; gunakan operator ini untuk mendapatkan keadaan yang baru

4. Evaluasi keadaan baru tersebuta. Jika keadaan baru merupakan tujuan, keluarb. Jika bukan tujuan, namun nilainya lebih baik daripada

keadaan sekarang, maka jadikan keadaan baru tersebut menjadi keadaan sekarang

c. Jika keadaan baru tidak lebih baik daripada keadaan sekarang, maka lanjutkan iterasi

UTHIE

Kasus 1. Implementasikan algoritma Simple Hill Climbing pada puzzle berikut ini :

Keadaan awal

Goal

Ruang keadaan

UTHIE

Ruang keadaan :

Misalkan : x = baris = [1,2,3]

y = kolom = [1,2,3]

Jadi dalam hal ini ruang keadaan = semua kemungkinan posisi kotak pada puzzle – 8

Contoh : posisi kotak 7 pada keadaan awal adalah (3,1)

UTHIE

Aturan/operator :

Posisi kotak kosong (x,y)

x = baris kotak kososng

y = kolom kotak kosong

Aturan :

1. Gerakkan kotak kosong ke atas : if x > 1 then (x-1,y)

2. Gerakkan kotak kosong ke bawah : if x < 3 then (x+1,y)

3. Gerakkan kotak kosong ke kanan : if y < 3 then (x,y+1)

4. Gerakkan kotak kososng ke kiri : if y > 1 then (x, y-1)

UTHIE

Fungsi heuristik

Fungsi heuristik yang digunakan adalah jumlah kotak yang menempati posisi benar. Kriteria yang dipakai adalah jumlah benar yang paling besar yang dipilih

UTHIE

Iterasi ke-1

Cek keadaan awal ≠ goal maka keadaan sekarang = keadaan awal

kena operator 1 menjadi

Karena posisi benar keadaan sekarang > posisi benar keadaan selanjutnya, maka : keadaan sekarang = tetap

UTHIE

Cek keadaan sekarang ≠ goal

Lanjut ke operator berikutnya :

kena operator ke-2 menjadi

karena posisi benar keadaan sekarang > posisi benar keadaan selanjutnya, maka : keadaan sekarang = tetap

cek keadaan sekarang ≠ goal

UTHIE

Lanjut ke operator berikutnya :

kena operator ke-3 menjadi

karena posisi benar keadaan sekarang < posisi benar keadaan selanjutnya, maka : keadaan sekarang = keadaan selanjutnya.

cek keadaan sekarang ≠ goal

UTHIE

Lanjut ke operator selanjutnya.

kena operator ke-4 menjadi

karena posisi benar keadaan sekarang > posisi benar keadaan selanjutnya, maka keadaan sekarang = tetap

UTHIE

Iterasi ke-2

cek keadaan awal ≠ goal dimana keadaan sekarang = keadaan awal

kena operator ke-1 menjadi

karena posisi benar keadaan sekarang > posisi benar keadaan selanjutnya, maka : keadaan sekarang = tetap

UTHIE

Cek keadaan sekarang ≠ goal

lanjutkan ke operator berikutnya

kena operator ke – 2 menjadi

karena posisi benar keadaan sekarang > posisi benar keadaan selanjutnya, maka keadaan sekarang = tetap

UTHIE

Cek keadaan sekarang ≠ goal

lanjutkan ke operator selanjutnya

kena operator ke-3 menjadi

karena posisi benar keadaan sekarang < posisi benar keadaan selanjutnya maka : keadaan sekarang = keadaan selanjutnya

UTHIE

Cek keadaan sekarang ≠ goal

lanjutkan ke operator berikutnya

kena operator ke – 4

karena posisi benar keadaan sekarang > posisi benar keadaan selanjutnya, maka : keadaan sekarang = tetap

UTHIE

Iterasi ke-3

Cek keadaan awal ≠ goal

keadaan sekarang = keadaan awal

kena operator ke-1 menjadi

karena posisi benar keadaan sekarang > posisi benar keadaan selanjutnya, maka : keadaan sekarang = tetap

UTHIE

Cek keadaan sekarang ≠ goal

lanjutkan ke operator berikutnya

kena operator ke -2 menjadi

karena posisi benar keadaan sekarang < posisi benar keadaan selanjutnya, maka : keadaan sekarang = keadaan selanjutnya

UTHIE

Cek keadaan sekarang = goal, hentikan pencarian

solusi

UTHIE

Kasus 2. Implementasikan algoritma Stepest ascent hill climbing pada puzzle berikut ini :

Algoritmanya :

1. Mulai dari keadaan awal, lakukan pengujian : jika merupakan tujuan, maka berhenti; dan jika tidak, lanjutkan keadaan sekarang sebagai keadaan awal.

2. Kerjakan hingga tujuan tercapai atau hingga iterasi tidak memberikan perubahan pada keadaan sekarang.

a. Tentukan SUCC sebagai nilai heuristik terbaik dari successor-successor

b. Kerjakan untuk tiap operator yang digunakan oleh keadaan sekarang:

Gunakan operator tersebut dan bentuk keadaan baru

Evaluasi keadaan baru tersebut. Jika merupakan tujuan, keluar. Jika bukan bandingkan nilai heuristiknya dengan SUCC. Jika lebih baik, jadikan nilai heuristic keadaan baru tersebut sebagai SUCC. Namun jika tidak lebih baik, nilai SUCC tidak berubah.

c. Jika SUCC lebih baik daripada nilai heuristik keadaan sekarang, ubah node SUCC menjadi keadaan sekarang

UTHIE

Pada stepest Hill Climbing, ada 3 maslaah yang mungkin yaitu :

1. Local optimum : keadaan semua tetangga lebih buruk atau sama dengan keadaan dirinya.

2. Plateau : keadaan semua tetangga sama dengan keadaan dirinya

3. Ridge : local optimum yang lebih disebabkan karena ketidakmampuan untuk menggunakan 2 operator sekaligus.

UTHIE

Implementasikan puzzle di bawah ini menggunakan algoritma stepest ascent hill climbing

Keadaan awal

Goal

UTHIE

Ruang keadaan :

Misalkan : x = baris = [1,2,3] y = kolom = [1,2,3]

Jadi dalam hal ini ruang keadaan = semua kemungkinan posisi kotak pada puzzle – 8

Contoh : posisi kotak 7 pada keadaan awal adalah (3,1)

UTHIE

Aturan/operator :

Posisi kotak kosong (x,y)

x = baris kotak kososng

y = kolom kotak kosong

Aturan :

1. Gerakkan kotak kosong ke atas : if x > 1 then (x-1,y)

2. Gerakkan kotak kosong ke bawah : if x < 3 then (x+1,y)

3. Gerakkan kotak kosong ke kanan : if y < 3 then (x,y+1)

4. Gerakkan kotak kososng ke kiri : if y > 1 then (x, y-1)

UTHIE

Fungsi heuristik

Fungsi heuristik yang digunakan adalah jumlah kotak yang menempati posisi benar. Kriteria yang dipakai adalah jumlah benar yang paling besar yang dipilih

UTHIE

Iterasi ke 1

Cek keadaan awal , ternyata keadaan awal ≠ goal

Keadaan sekarang = keadaan awal

Keadaan sekarang dikenakan 4 operator sekaligus menjadi :

UTHIE

Pilih posisi yang terbesar yaitu : 6, sehingga keadaan sekarang menjadi :

UTHIE

Iterasi ke-2

Cek keadaan awal ≠ goal

Keadaan sekarang = keadaan awal

Keadaan sekarang dikenakan 4 operator sekaligus, menjadi :

UTHIE

Pilih posisi yang terbesar, yaitu 8, sehingga keadaan sekarang menjadi :

UTHIE

Iterasi ke-3

Cek keadaan awal, ternyata keadaan awal ≠ goal.

Keadaan sekarang = keadaan awal

Keadaan sekarang dikenakan 4 operator sekaligus menjadi:

UTHIE

Pilih posisi yang terbesar yaitu 8, sehingga keadaan sekarang menjadi :

UTHIE

Iterasi ke-4

Cek apakah keadaan awal = goal, ternyata iya, maka hentikan proses pencarian.

Solusi :

UTHIE

Kasus ke. 3 Menggunakan Metode Best first search

Metode best first search merupakan kombinasi dari metode depth first search dan metode breadth first search yang mana pencarian diperbolehkan mengunjungi node yang ada di level yang lebih rendah asalkan node ini memiliki nilai heuristik yang lebih baik.

UTHIE

Algoritma dari best first search :

1. Buat sebush stack, inisialisasi node akar sebagai node pertama.

2. Bila node pertama ≠ goal, node dihapus dan diganti dengan anak-anaknya.

3. Selanjutnya, keseluruhan node yang ada di stack di sort ascending berdasarkan fungsi heuristik yang digunakan

4. Bila node pertama ≠ goal, ualangi poin (2)

5. Bila node pertama = goal, cari solusi dengan cara menelusuri jalur dari goal ke node akar.

6. selesai

UTHIE

Contoh gambar di bawah ini, menjelaskan tentang pencarian rute terpendek menggunakan algoritma best first search. A adalah keadaan awalnya dan Z adalah tujuannya. Fungsi heuristik yang digunakan adalah node-node yang mempunyai jarak terpendek.

UTHIE

Iterasi ke - 1

Masukkan node A ke dalam stack

Keluarkan A dari stack dan lakukan pengecekan

Ternyata A ≠ goal

A punya anak C(5) dan B(4), masukkan ke stack dan stack di – SORT ASCENDING

UTHIE

Stack setelah dilakukan sort ascending

Representasi keadaan

UTHIE

Iterasi ke-2

Keluarkan B dari stack dan cek

Ternyata B ≠ goal

B punya anak D(3), masukkan ke stack dan stack di sort ascending.

UTHIE

Representasi keadaan :

UTHIE

Iterasi ke-3

Keluarkan D dari stack dan cek

Ternyata D ≠ goal

D punya anak E(4), lalu masukkan ke stack dan lakukan sort ascending

UTHIE

Representasi keadaan :

UTHIE

Iterasi ke-4

Keluarkan E dari stack dan cek

Ternyata E ≠ Goal

E punya anak G(6), masukkan ke stack dan laukan sort ascending

UTHIE

Representasi keadaan :

UTHIE

Iterasi ke-5

Keluarkan C dari stack dan cek

Ternyata C ≠ Goal

C punya anak E(3) dan F(2), masukkan F(2) ke stack dan lakukan sort ascending

UTHIE

Representasi keadaan

UTHIE

Iterasi ke-6

Keluarkan F dari stack dan cek

Ternyata F ≠ Goal

F punya anak I(4), lalu masukkan ke stack dan lakukan sort ascending

UTHIE

Representasi keadaan

UTHIE

Iterasi ke-7

Keluarkan E dari stack dan cek, apakah E goal atau bukan

Ternyata E ≠ Goal

E punya anak G(6), dan sudah ada di stack, jadi tidak dimasukkan ke dalam stack

UTHIE

Representasi ruang keadaan

UTHIE

Iterasi ke-8

Keluarkan I dari stack dan lakukan pengecekan

Ternyata I ≠ Goal

Karena I tidak punya anak, maka gunakan node I untuk menghapus orang tuanya direpresentasi keadaan.

UTHIE

Representasi keadaan

UTHIE

Iterasi ke-9

Keluarkan G dari stack dan lakukan pengecekan

Ternyata G ≠ Goal

G punya anak H(2), J(4), Z(7), F(8). Masukkan semua anak ke dalam stack dan lakukan sort ascending.

UTHIE

Representasi keadaan

UTHIE

Iterasi ke 10

Keluarkan H dari stack dan lakukan pengecekan

Ternyata H ≠ Goal

H punya anak Z(6), masukkan ke dalam stack dan lakukan sort ascending

UTHIE

Representasi keadaan

UTHIE

Iterasi ke 11

Keluarkan J dari stack dan lakukan pengecekan

Ternyata J ≠ Goal

J punya anak K(1), masukkan ke stack dan lakukan sort ascending

UTHIE

Representasi ruang keadaan

UTHIE

Iterasi ke 12

Keluarkan K dari stack dan lakukan pengecekan

Ternyata K ≠ Goal

Karena K tidak punya anak, gunakan untuk menghapus orang tuanya di representasi keadaan

UTHIE

Representasi keadaan

UTHIE

Iterasi ke 13

Keluarkan Z dari stack dan lakukan pengecekan

Ternyata Z = Goal, maka hentikan pencarian

UTHIE