AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan

8/3/2019 AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan

1/31

Pendefinisian Problema SebagaiProses Pencarian Ruang Keadaan

(State Space Search)


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.


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.


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).


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.


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.


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.


8/31

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


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


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)


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)


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.


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.


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


15/31

Cara Merepresentasikan Ruang

Keadaan

1. Graf Keadaan

2. Pohon Pelacakan

3. Pohon And/Or


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.


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


18/31

Pohon Pelacakan

Untuk menghindari kemungkinan adanya prosespelacakan simpul secara berulang pada GraphKeadaan, digunakan Pohon Pelacakan, berupa

struktur pohon.


19/31

Pohon Pelacakan

M


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.


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).


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.


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


24/31

PohonAnd/Or

Dengan pohon AND/OR bisa mempersingkat levelPohon Pelacakan.


25/31

Representasi Ruang Keadaaan untuk masalah

Ember Air dengan Pohon Pelacakan


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


27/31


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.


28/31


2. Sistematik

Strategi pengendalian yang tidak sistematikakan menyebabkan penggunaan serangkaianoperator aturan beberapa kali sebelum sampaipada sebuah solusi.


29/31


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.


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.


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?

AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan

Documents

Transcript of AI_6B ian Problema Sebagai Proses Pencarian Ruang Keadaan