KECERDASAN BUATANKECERDASAN BUATAN(ARTIFICIAL INTELLIGENCE)(ARTIFICIAL INTELLIGENCE)

PERTEMUAN 3PERTEMUAN 3

MASALAH, RUANG KEADAAN DAN PENCARIAN 1MASALAH, RUANG KEADAAN DAN PENCARIAN 1

Metode PencarianMetode Pencarian

Terdapat banyak metode yang telah diusulkan. Semua metode yang Terdapat banyak metode yang telah diusulkan. Semua metode yang ada dapat dibedakan ke dalam 2 jenis :ada dapat dibedakan ke dalam 2 jenis :

►Pencarian buta / tanpa informasi (Pencarian buta / tanpa informasi (blind / un-informed blind / un-informed searchsearch))

►Pencarian heuristik / dengan informasi (Pencarian heuristik / dengan informasi (heuristicheuristic atau atau informed searchinformed search))

setiap metode mempunyai karakteristik yang berbeda-beda setiap metode mempunyai karakteristik yang berbeda-beda dengan kelebihan dan kekurangan masing-masing.dengan kelebihan dan kekurangan masing-masing.

Untuk mengukur performansi Untuk mengukur performansi metode pencarian, terdapat 4 metode pencarian, terdapat 4 kriteria yang digunakan :kriteria yang digunakan :

1.1. Completeness : Completeness : Apakah metode tersebut Apakah metode tersebut menjamin penemuan solusimenjamin penemuan solusi jika solusinya jika solusinya memang ada?memang ada?

2.2. Time complexityTime complexity : Berapa lama : Berapa lama waktuwaktu yang yang diperlukan ?diperlukan ?

3.3. Space complexitySpace complexity : berapa banyak : berapa banyak memorimemori yang diperlukan ?yang diperlukan ?

4.4. OptimalityOptimality : Apakah metode tersebut : Apakah metode tersebut menjamin menemukan solusi yang menjamin menemukan solusi yang terbaikterbaik jika terdapat beberapa solusi yang berbeda ?jika terdapat beberapa solusi yang berbeda ?

Heuristic Searching Heuristic Searching Sebagai Dasar dariSebagai Dasar dariKecerdasan BuatanKecerdasan Buatan

► Para peneliti awal kecerdasan buatan Para peneliti awal kecerdasan buatan menitik beratkan pada menitik beratkan pada penyelesaianmasalah yang tidak penyelesaianmasalah yang tidak menggunakan metoda komputasi menggunakan metoda komputasi konvensional.konvensional.

►Hal ini disebabkan metoda pemecahan Hal ini disebabkan metoda pemecahan masalah konvensional tidak dapat lagi masalah konvensional tidak dapat lagi digunakan.digunakan.

► Permasalahan pada sistem KB tidak Permasalahan pada sistem KB tidak memiliki algoritma tertentu. memiliki algoritma tertentu.

► Kalaupun ada tentulah sangat Kalaupun ada tentulah sangat kompleks.kompleks.

► Karena itu haruslah ditemukan sebuah Karena itu haruslah ditemukan sebuah teknik baru yang mirip dengan cara teknik baru yang mirip dengan cara yang digunakan oleh manusia untuk yang digunakan oleh manusia untuk menyelesaikan masalah dan dapat menyelesaikan masalah dan dapat diimplementasikan pada komputer.diimplementasikan pada komputer.

► Salah satu metoda yang cukup terkenal Salah satu metoda yang cukup terkenal adalah metoda adalah metoda searchingsearching..

► Searching dalam sebuah struktur data Searching dalam sebuah struktur data telah menjadi dasar bagi algoritma telah menjadi dasar bagi algoritma komputer, tetapi proses searching pada komputer, tetapi proses searching pada KB memiliki perbedaan.KB memiliki perbedaan.

►Metoda searching pada KB merupakan Metoda searching pada KB merupakan searching terhadap searching terhadap problem space problem space bukan searching data (e.g., angka, bukan searching data (e.g., angka, karakter, string) tertentu. karakter, string) tertentu.

► Proses searching ini berupa jalur yang Proses searching ini berupa jalur yang menggambarkan keadaan awal sebuah menggambarkan keadaan awal sebuah masalah menuju kepada penyelesaian masalah menuju kepada penyelesaian masalah yang diinginkan (i.e., the masalah yang diinginkan (i.e., the solved problem). solved problem).

► Jalur-jalur ini mengambarkan langkah-Jalur-jalur ini mengambarkan langkah-langkah penyelesaian masalah. langkah penyelesaian masalah.

►Melalui proses searching menuju Melalui proses searching menuju sebuah penyelesaian akan terbentuk sebuah penyelesaian akan terbentuk sebuah sebuah solution spacesolution space..

► Perhatikan contoh penyelesaian masalah Perhatikan contoh penyelesaian masalah komputer pada Gambar 1.4. komputer pada Gambar 1.4.

► Langkah pertama untuk mengetahui apakah Langkah pertama untuk mengetahui apakah komputer dapat digunakan atau tidak adalah komputer dapat digunakan atau tidak adalah men-switch ON. men-switch ON.

► Selanjutnya dengan melakukan inspeksi Selanjutnya dengan melakukan inspeksi terhadap kondisi lampu indikator kita dapat terhadap kondisi lampu indikator kita dapat menentukan langkah berikutnya.menentukan langkah berikutnya.

► Misalnya kondisi lampu OFF.Misalnya kondisi lampu OFF.► Dengan melakukan searching terhadap Dengan melakukan searching terhadap

problem space kita akan tiba pada sebuah problem space kita akan tiba pada sebuah penyelesaian masalah agar komputer dapat penyelesaian masalah agar komputer dapat diaktifkan kembali.diaktifkan kembali.

BLIND / UN-INFORMED SEARCHBLIND / UN-INFORMED SEARCH

Istilah Istilah blindblind atau buta digunakan karena memang atau buta digunakan karena memang tidak ada informasi awal yang digunakan dalam tidak ada informasi awal yang digunakan dalam proses pencarian. proses pencarian.

Berikut ini, sekilas 6 metode yang tergolong blind Berikut ini, sekilas 6 metode yang tergolong blind searchsearcha.a. Breadth-First Search (BFS)Breadth-First Search (BFS)

b.b. Depth-First Search (DFS)Depth-First Search (DFS)

c.c. Depth-Limited Search (DLS)Depth-Limited Search (DLS)

d.d. Uniform Cost Search (UCS)Uniform Cost Search (UCS)

e.e. Iterative-Deepening Search (IDS)Iterative-Deepening Search (IDS)

f.f. Bi-Directional Search (BDS)Bi-Directional Search (BDS)

1. Breadth-first Search1. Breadth-first Search

►Breadth-first search (BFS) Breadth-first search (BFS) melakukan proses searching pada melakukan proses searching pada semua node yang berada pada semua node yang berada pada level atau hirarki yang sama level atau hirarki yang sama terlebih dahulu sebelum terlebih dahulu sebelum melanjutkan proses searching melanjutkan proses searching pada node di level berikutnya. pada node di level berikutnya.

►Urutan proses searching BFS Urutan proses searching BFS ditunjukkan dalam Gambar 1.6 ditunjukkan dalam Gambar 1.6 adalah: A,B,C,D,E,F,adalah: A,B,C,D,E,F,

2. Depth-first Search2. Depth-first Search

► Depth-first search (DFS) Depth-first search (DFS) adalah proses searching adalah proses searching sistematis buta yang melakukan ekpansi sebuah sistematis buta yang melakukan ekpansi sebuah path (jalur) menuju penyelesaian masalah path (jalur) menuju penyelesaian masalah sebelum melakukan ekplorasi terhadap path sebelum melakukan ekplorasi terhadap path yang lain. yang lain.

► Proses searching mengikuti sebuah path tunggal Proses searching mengikuti sebuah path tunggal sampai menemukan goal atau dead end.sampai menemukan goal atau dead end.

► Apabila proses searching menemukan dead-end, Apabila proses searching menemukan dead-end, DFS akan melakukan penelusuran balik ke node DFS akan melakukan penelusuran balik ke node terakhir untuk melihat apakah node tersebut terakhir untuk melihat apakah node tersebut memiliki path cabang yang belum dieksplorasi. memiliki path cabang yang belum dieksplorasi.

► Apabila cabang ditemukan, DFS akan melakukan Apabila cabang ditemukan, DFS akan melakukan cabang tersebut. cabang tersebut.

► Apabila sudah tidak ada lagi cabang yang dapat Apabila sudah tidak ada lagi cabang yang dapat dieksplorasi, DFS akan kembali ke node parent dan dieksplorasi, DFS akan kembali ke node parent dan melakukan proses searching terhadap cabang yang melakukan proses searching terhadap cabang yang belum dieksplorasi dari node parent sampai belum dieksplorasi dari node parent sampai menemukan penyelesaian masalah. menemukan penyelesaian masalah.

► Urutan proses searching DFS ditunjukkan dalam Urutan proses searching DFS ditunjukkan dalam Gambar 1.5 adalah: A, B, E, F, G, C, ...Gambar 1.5 adalah: A, B, E, F, G, C, ...

Kelebihan DFS adalah:Kelebihan DFS adalah:

►Pemakaian memori hanya sedikit, Pemakaian memori hanya sedikit, berbeda jauh dengan BFS yang berbeda jauh dengan BFS yang harus menyimpan semua node harus menyimpan semua node yang pernah dibangkitkan.yang pernah dibangkitkan.

► Jika solusi yang dicari berada pada Jika solusi yang dicari berada pada level yang dalam dan paling kiri, level yang dalam dan paling kiri, maka DFS akan menemukannya maka DFS akan menemukannya secara cepat.secara cepat.

Kelemahan DFS adalah:Kelemahan DFS adalah:► Jika pohon yang dibangkitkan Jika pohon yang dibangkitkan

mempunyai level yang dalam (tak mempunyai level yang dalam (tak terhingga), maka tidak ada jaminan terhingga), maka tidak ada jaminan untuk menemukan solusi (untuk menemukan solusi (Tidak Tidak CompleteComplete).).

► Jika terdapat lebih dari satu solusi Jika terdapat lebih dari satu solusi yang sama tetapi berada pada level yang sama tetapi berada pada level yang berbeda, maka pada DFS tidak yang berbeda, maka pada DFS tidak ada jaminan untuk menemukan solusi ada jaminan untuk menemukan solusi yang paling baik (yang paling baik (Tidak Tidak OptimalOptimal).).

3. Depth-Limited Search 3. Depth-Limited Search (DLS)(DLS)

Metode ini berusaha mengatasi Metode ini berusaha mengatasi kelemahan DFS (tidak complete) kelemahan DFS (tidak complete) dengan membatasi kelemahan dengan membatasi kelemahan maksimum dari suatu jalur solusi.maksimum dari suatu jalur solusi.

Tetapi, sebelum menggunakan DLS, Tetapi, sebelum menggunakan DLS, kita harus tahu berapa level kita harus tahu berapa level maksimum dari suatu solusi.maksimum dari suatu solusi.

4. Uniform Cost Search (UCS)4. Uniform Cost Search (UCS)

Konsepnya hampir sama dengan BFS, Konsepnya hampir sama dengan BFS, bedanya adalah bahwa BFS bedanya adalah bahwa BFS menggunakan urutan level yang menggunakan urutan level yang paling rendah sampai yang paling paling rendah sampai yang paling tinggi, sedangkan UCS menggunakan tinggi, sedangkan UCS menggunakan urutan biaya dari yang paling kecil urutan biaya dari yang paling kecil sampai yang terbesar.sampai yang terbesar.

UCS berusaha menemukan solusi UCS berusaha menemukan solusi dengan total biaya terendah yang dengan total biaya terendah yang dihitung berdasarkan biaya dari dihitung berdasarkan biaya dari simpul asal menuju ke simpul tujuan.simpul asal menuju ke simpul tujuan.

5. Iterative-Deepening 5. Iterative-Deepening Search (IDS)Search (IDS)

►IDS merupakan metode yang IDS merupakan metode yang menggabungkan kelebihan BFS menggabungkan kelebihan BFS (Complete dan Optimal) dengan (Complete dan Optimal) dengan kelebihan DFS (space complexity kelebihan DFS (space complexity rendah atau membutuhkan sedikit rendah atau membutuhkan sedikit memori)memori)

►Tetapi konsekwensinya adalah time Tetapi konsekwensinya adalah time complexitynya menjadi tinggi.complexitynya menjadi tinggi.

6. 6. Bi-Directional Search Bi-Directional Search (BDS)(BDS)

►Pencarian dilakukan dari dua arah : Pencarian dilakukan dari dua arah : pencarian maju (dari start ke goal) pencarian maju (dari start ke goal) dan pencarian mundur (dari goal ke dan pencarian mundur (dari goal ke start). Ketika dua arah pencarian start). Ketika dua arah pencarian telah membangkitkan simpul yang telah membangkitkan simpul yang sama, maka solusi telah ditemukan, sama, maka solusi telah ditemukan, yaitu dengan cara menggabungkan yaitu dengan cara menggabungkan kedua jalur yang bertemu. kedua jalur yang bertemu.