Kecerdasan Buatan

Pengantar Kecerdasan Buatan - 1
1. PENGANTAR KECERDASAN BUATAN
(ARTIFICIAL INTELLIGENCE)
1.1 DEFINISI KECERDASAN BUATAN
Definisi Kecerdasan Buatan
· H. A. Simon [1987] :
“ Kecerdasan buatan (artificial intelligence) merupakan kawasan
penelitian, aplikasi dan instruksi yang terkait dengan pemrograman
komputer untuk melakukan sesuatu hal yang -dalam pandangan
manusia adalah- cerdas”
· Rich and Knight [1991]:
“Kecerdasan Buatan (AI) merupakan sebuah studi tentang bagaimana
membuat komputer melakukan hal-hal yang pada saat ini dapat
dilakukan lebih baik oleh manusia.”
· Encyclopedia Britannica:
“Kecerdasan Buatan (AI) merupakan cabang dari ilmu komputer yang
dalam merepresentasi pengetahuan lebih banyak menggunakan bentuk
simbol-simbol daripada bilangan, dan memproses informasi berdasarkan
metode heuristic atau dengan berdasarkan sejumlah aturan”
Tujuan dari kecerdasan buatan menurut Winston dan Prendergast [1984]:
1. Membuat mesin menjadi lebih pintar (tujuan utama)
2. Memahami apa itu kecerdasan (tujuan ilmiah)
3. Membuat mesin lebih bermanfaat (tujuan entrepreneurial)
AI dapat dipandang dalam berbagai perspektif.
· Dari perspektif Kecerdasan (Intelligence)
AI adalah bagaimana membuat mesin yang “cerdas” dan dapat
melakukan hal-hal yang sebelumnya dapat dilakukan oleh manusia
· Dari perspektif bisnis, AI adalah sekelompok alat bantu (tools) yang
berdaya guna, dan metodologi yang menggunakan tool-tool tersebut
guna menyelesaikan masalah-masalah bisnis.
· Dari perspektif pemrograman (Programming), AI termasuk didalamnya
adalah studi tentang pemrograman simbolik, pemecahan masalah,
proses pencarian (search)
Pengantar Kecerdasan Buatan - 2
o Umumnya program AI lebih fokus pada simbol-simbol daripada
pemrosesan numerik (huruf, kata, angka untuk
merepresentasikan obyek, proses dan hubungannya).
o Pemecahan masalah -> pencapaian tujuan
o Search -> jarang mengarah langsung ke solusi. Proses search
menggunakan beberapa teknik.
o Bahasa pemrograman AI :
§ LISP, dikembangkan awal tahun 1950-an, bahasa
pemrograman pertama yang diasosiasikan dengan AI.
§ PROLOG, dikembangkan pada tahun 1970-an.
§ Bahasa pemrograman berorientasi obyek (Object
Oriented Programming (Objective C, C++, Smalltalk,
Java)
· Dari perspektif penelitian (research)
o Riset tentang AI dimulai pada awal tahun 1960-an, percobaan
pertama adalah membuat program permainan (game) catur,
membuktikan teori, dan general problem solving (untuk tugastugas
sederhana)
o “Artificial intelligence” adalah nama pada akar dari studi area.
Gambar 1 Task Domain of Artificial Intelligence
Pengantar Kecerdasan Buatan - 3
1.2 DOMAIN PENELITIAN DALAM KECERDASAN BUATAN
· Formal tasks (matematika, games)
· Mundane task (perception, robotics, natural language, common sense,
reasoning)
· Expert tasks (financial analysis, medical diagnostics, engineering,
scientific analysis, dll)
PERMAINAN (Game)
· Kebanyakan permainan dilakukan dengan menggunakan sekumpulan
aturan.
· Dalam permainan digunakan apa yang disebut dengan pencarian ruang.
· Teknik untuk menentukan alternatif dalam menyimak problema ruang
merupakan sesuatu yang rumit.
· Teknik tersebut disebut dengan HEURISTIC.
· Permainan merupakan bidang yang menarik dalam studi heuristic
NATURAL LANGUAGE
Suatu teknologi yang memberikan kemampuan kepada komputer untuk
memahami bahasa manusia sehingga pengguna komputer dapat berkomunikasi
dengan komputer dengan menggunakan bahasa sehari -hari.
ROBOTIK DAN SISTEM SENSOR
Sistem sensor, seperti sistem vision, sistem tactile, dan sistem pemrosesan
sinyal jika dikombinasikan dengan AI, dapat dikategorikan kedalam suatu
sistem yang luas yang disebut sistem robotik.
EXPERT SYSTEM
Sistem pakar (Expert System) adalah program penasehat berbasis komputer
yang mencoba meniru proses berpikir dan pengetahuan dari seorang pakar
dalam menyelesaikan masalah-masalah spesifik.
1.3 KONSEP DAN DEFINISI DALAM KECERDASAN BUATAN
TURING TEST – Metode Pengujian Kecerdasan
· Turing Test merupakan sebuah metode pengujian kecerdasan yang
dibuat oleh Alan Turing.
· Proses uji ini melibatkan seorang penanya (manusia) dan dua obyek
yang ditanyai. Yang satu adalah seorang manusia dan satunya adalah
sebuah mesin yang akan diuji.
· Penanya tidak bisa melihat langsung kepada obyek yg ditanyai
· Penanya diminta untuk membedakan mana jawaban komputer dan
mana jawaban manusia berdasarkan jawaban kedua obyek tersebut.
· Jika penanya tidak dapat membedakan mana jawaban mesin dan mana
jawaban manusia maka Turing berpendapat bahwa mesin yang diuji
tersebut dapat diasumsikan CERDAS.
Pengantar Kecerdasan Buatan - 4
PEMROSESAN SIMBOLIK
· Komputer semula didisain untuk memproses bilangan/angka-angka
(pemrosesan numerik).
· Sementara manusia dalam berpikir dan menyelesaikan masalah lebih
bersifat simbolik, tidak didasarkan kepada sejumlah rumus atau
melakukan komputasi matematis.
· Sifat penting dari AI adalah bahwa AI merupakan bagian dari ilmu
komputer yang melukan proses secara simbolik dan non-algoritmik
dalam penyelesaian masalah
HEURISTIC
· Istilah Heuristic diambil dari bahasa Yunani yang berarti menemukan
· Heuristic merupakan suatu strategi untuk melakukan proses pencarian
(search) ruang problema secara selektif, yang memandu proses
pencarian yang kita lakukan disepanjang jalur yang memiliki
kemungkinan sukses paling besar.
PENARIKAN KESIMPULAN (INFERENCING)
· AI mecoba membuat mesin memiliki kemampuan berpikir atau
mempertimbangkan (reasoning)
· Kemampuan berpikir (reasoning) termasuk didalamnya proses penarikan
kesimpulan (inferencing) berdasarkan fakta-fakta dan aturan dengan
menggunakan metode heuristik atau metode pencarian lainnya.
PENCOCOKAN POLA (PATTERN MATCHING)
· AI bekerja dengan metode pencocokan pola (pattern matching) yang
berusaha untuk menjelaskan obyek, kejadian (events) atau proses,
dalam hubungan logik atau komputasional.
1. 4 Perbandingan Kecerdasan Buatan dengan Kecerdasan Alamiah
Keuntungan Kecerdasan Buatan dibanding kecerdasan alamiah:
· lebih permanen
· memberikan kemudahan dalam duplikasi dan penyebaran
· relatif lebih murah dari kecerdasan alamiah
· Konsisten dan teliti
· Dapat didokumentasi
· Dapat mengerjakan beberapa task dengan lebih cepat dan lebih baik
dibanding manusia
Keuntungan Kecerdasan Alamiah dibanding kecerdasan buatan
· Bersifat lebih kreatif
· Dapat melakukan proses pembelajaran secara langsung, sementara AI
harus mendapatkan masukan berupa simbol dan representasirepresentasi
Pengantar Kecerdasan Buatan - 5
· Fokus yang luas sebagai referensi untuk pengambilan keputusan
sebaliknya AI menggunakan fokus yang sempit
Komputer dapat digunakan untuk mengumpulkan informasi tentang obyek,
kegiatan (events), proses dan dapat memproses sejumlah besar
informasi dengan lebih efisien dari yang dapat dikerjakan manusia, tetapi
disisi lain manusia –dengan menggunakan insting- dapat melakukan hal yang
sulit untuk diprogram pada komputer, yaitu: manusia dapat mengenali
(recognize) hubungan antara hal-hal tersebut, menilai kualitas dan
menemukan pola yang menjelaskan hubungan tersebut.
1. 5 Perbedaan Komputasi AI dengan Proses Komputasi Konvensional
Bagaimana komputer konvensional memproses data
Proses yang dikerjakan
Kalkulasi mengerjakan operasi-operasi matematis: tambah, kurang,
bagi, kali, atau mencari akar. Menyelesaikan
rumus/persamaan.
Logika mengerjakan operasi logika: “and”, “or”, atau “invert”
penyimpanan menyimpan data dan gambar pada file
retrieve mengakses data yang disimpan pada file
translate mengkonversi data dari satu bentuk ke bentuk yang lain
Sort memeriksa data dan menampilkan dalam urutan yang
diinginkan
Edit melakukan perubahan, penambahan, penghapusan pada data
monitor mengamati event external dan internal dan melakukan
tindakan jika kondisi tertentu tercapai
kontrol Memberikan perintah atau mengendalikan peralatan diluar
Perbandingan AI dengan Pemrograman Konvensional
Dimensi Artificial Intelligence Pemrograman konvensional
Processing simbolik Algoritmik
input Tidak harus lengkap Harus lengkap
Search heuristic Algoritmik
explanation tersedia Tidak tersedia Major
interest knowledge Data dan informasi
struktur Terpisah antara kontrol dan
knowledge
Kontrol terintegrasi dengan
data
output Tidak harus lengkap Harus tepat
Maintenance dan
update
Mudah karena menggunakan
modul-modul
Umumnya susah dilakukan
hardware Workstation dan PC Semua tipe
Kemampuan
pemikiran
Terbatas tetapi dapat
ditingkatkan
Tidak ada

KECERDASAN BUATAN (ARTIFICIAL INTELLIGENCE)
PERTEMUAN 1
PENGANTAR KECERDASAN BUATAN
Pembahasan
Kontrak Perkuliahan
Pemahaman Tujuan Perkuliahan

Pengantar Kecerdasan Buatan
- Definisi kecerdasan buatan
- Kecerdasan buatan vs kecerdasan alami
- Sejarah kecerdasan buatan
- Perkembangan dan aplikasinya
Kontrak Perkuliahan
Kontrak kuliah AI.doc
GBPP Kecerdasan Buatan.doc

Berisi:
-Materi kuliah
-aturan perkuliahan
-aturan penilaian
-daftar pustaka
Pemahaman Tujuan Perkuliahan
Kuliah ini memberikan prinsip-prinsip dasar dan metode utama dari Kecerdasan Buatan, menyiapkan mahasiswa untuk membangun sistem yang kompleks dalam kaitan kemampuan dalam pemrosesan pintar informasi.


Definisi Kecerdasan Buatan
Pengantar
Bisakah mesin berpikir?
Jika bisa, bagaimana caranya?
Dan jika tidak bisa, kenapa tidak?
Dan apa yang dikatakan sebagai pikiran (mind)?

Arti Kecerdasan
kemampuan untuk …
belajar atau mengerti dari pengalaman,
memahami pesan yang kontradiktif dan ambigu,
menanggapi dengan cepat dan baik atas
situasi yang baru,
menggunakan penalaran dalam memecahkan masalah serta menyelesaikannya dengan efektif

(Winston dan Pendergast, 1994)

Apa itu AI?
Merupakan kawasan penelitian, aplikasi dan instruksi yang terkait dengan pemrograman komputer untuk melakukan sesuatu hal - yang dalam pandangan manusia adalah – cerdas (H. A. Simon [1987])

Sebuah studi tentang bagaimana membuat komputer melakukan hal-hal yang pada saat ini dapat dilakukan lebih baik oleh manusia (Rich and Kinight [1991])
Kategori Definisi AI
Dikelompokkan menjadi 4 macam :
Detail Kecerdasan Buatan
Sudut Pandang Kecerdasan
Kecerdasan buatan mampu membuat mesin menjadi cerdas (berbuat seperti yang dilakukan manusia)

Sudut Pandang Penelitian
Kecerdasan buatan adalah studi bagaimana membuat komputer dapat melakukan sesuatu sebaik yang dilakukan manusia


Sudut Pandang Bisnis
Kecerdasan buatan adalah kumpulan peralatan yang sangat powerful dan metodologis dalam menyelesaikan masalah bisnis

Sudut Pandang Pemrogram
Kecerdasan buatan meliputi studi tentang pemrograman simbolik, problem solving, dan pencarian (searching)
2 Bagian Utama AI
Basis Pengetahuan (knowledge base)
berisi fakta-fakta, teori, pemikiran dan hubungan komponen satu dengan yang lainnya

Motor Inferensi (inference engine)
Kemampuan menarik kesimpulan berdasar pengalaman. Berkaitan dengan representasi dan duplikasi proses tersebut melalui mesin (misalnya, komputer dan robot).
Konsep Kecerdasan Buatan
Turing Test
Metode Pengujian Kecerdasan (Alan Turing).
Proses uji ini melibatkan seorang penanya (manusia) dan dua obyek yang ditanyai.

Pemrosesan Simbolik
Sifat penting dari AI adalah bahwa AI merupakan bagian dari ilmu komputer yang melakukan proses secara simbolik dan non-algoritmik dalam penyelesain masalah.

Heuristic
Suatu strategi untuk melakukan proses pencarian (search) ruang problem secara efektif, yang memandu proses pencarian yang kita lakukan di sepanjang jalur yang memiliki kemungkinan sukses paling besar.


Inferensi (Penarikan Kesimpulan)  AI mencoba membuat mesin memiliki kemampuan berpikir atau mempertimbangkan (reasoning), termasuk didalamnya proses (inferencing) berdasarkan fakta-fakta dan aturan dengan menggunakan metode heuristik, dll

Pencocokan Pola (Pattern Matching)  Berusaha untuk menjelaskan obyek, kejadian (events) atau proses, dalam hubungan logik atau komputasional
“State of the Art” AI
Deep Blue mengalahkan Kasparov, juara dunia Catur.
PEGASUS, suatu sistem memahami ucapan yang mampu menangani transaksi seperti mendapatkan informasi tiket udara termurah.
MARVEL: suatu sistem pakar real-time memonitor arus data dari pesawat Voyager dan setiap anomali sinyal.
Sistem robot mengemudikan sebuah mobil dengan kecepatan yang cepat pada jalan raya umum.
Suatu diagnostik sistem pakar sedang mengkoreksi hasil diagnosis pakar yang sudah punya reputasi.
Agent pintar untuk bermacam-macam domain yang bertambah pada laju yang sangat tinggi .
Subjek materi pakar mengajar suatu learning agent penalarannya dalam pusat penentuan gravitasi.

Tujuan Kecerdasan Buatan
Membuat komputer lebih cerdas
Mengerti tentang kecerdasan
Membuat mesin lebih berguna
Kecerdasan Buatan VS Kecerdasan Alami
Perbedaan Kecerdasan Buatan dengan Kecerdasan Alami
Lebih permanen
Menawarkan kemudahan duplikasi dan penyebaran
Lebih murah daripada kecerdasan alami
Konsisten dan menyeluruh
Dapat didokumentasikan
Dapat mengeksekusi tugas tertentu lebih cepat daripada manusia
Dapat menjalankan tugas tertentu lebih baik dari banyak atau kebanyakan orang.
Kelebihan Kecerdasan Alami dibanding AI
Bersifat lebih kreatif
Dapat melakukan proses pembelajaran secara langsung, sementara AI harus mendapatkan masukan berupa simbol dan representasi-representasi
Menggunakan fokus yang luas sebagai referensi untuk pengambilan keputusan. Sebaliknya, AI menggunakan fokus yang sempit
Sejarah Kecerdasan Buatan Perkembangan dan Aplikasinya
Sejarah Kecerdasan Buatan
Awal kerja JST dan logika
Teori Logika (Alan Newell and Herbert Simon)
Kelahiran AI: Dartmouth workshop - summer 1956
John McCarthy’s memberi nama bidang: artificial intelligence
Awal antusias, harapan besar (1952-1969)
McCarthy (1958)
- mendefinisikan Lisp
- menemukan time-sharing
- Advice Taker
Pembelajaran tanpa pengetahuan
Pemodelan JST
Pembelajaran Evolusioner
Samuel’s checkers player: pembelajaran
Metode resolusi Robinson.
Minsky: the microworlds (e.g. the block’s world).
Banyak demonstrasi kecil ttg perilaku “intelligent”
Prediksi over-optimistic Simon
Masa Gelap (1966-1973)
AI tidak mengalami perkembangan: ledakan perkembangan combinatorial
Fakta bahwa suatu program bisa mendapatkan suatu solusi secara prinsip tidak berarti bahwa program memuat beberapa mekanisme yang dibutuhkan untuk mendapatkannya secara praktis.
Kegagalan dari pendekatan terjemahan bahasa alami berbasis pada grammars sederhana dan kamus kata.
Penterjemahan kembali yang populer English->Russian->English
Penemuan untuk pemrosesan bahasa natural dihentikan.

Kegagalan perceptron untuk belajar dari fungsi sederhana sebagaimana disjunctive/eksclusive OR.
Penelitian pada JST dihentikan.
Realisasi dari kesukaran dalam proses learning dan keterbatasan dari metode yang dieksplorasi
Konsep pembelajaran simbolik (Winston’s influential thesis, 1972)
Renaissance (1969-1979)
Perubahan pada paradigma penyelesaian:
Dari penyelesaian masalah berbasis “search-based” menjadi penyelesaian masalah berbasis pengetahuan.

Sistem pakar pertama
Dendral: menginferensi struktur molecular dari informasi yang disediakan oleh spektrometer massa.
Mycin: diagnoses blood infections
Prospector: merekomendasikan eksplorasi pengeboran pada lokasi geologi yang menyediakan suatu deposit mineral molybdenum.
Era Industrial (1980-sekarang)
Sukses pertama Sistem Pakar secara komersial.The.
Many AI companies.
Eksplorasi dari strategi pembelajarqan yqang bermacam-macam (Explanation-based learning, Case-based Reasoning, Genetic algorithms, Neural networks, etc.)
Kembalinya neural networks (1986-sekarang)
Penggalian kembali algoritma learning back propagation untuk neural networks yang pertama dikenalkan dalam tahun 1969 oleh Bryson and Ho.

Banyak aplikasi sukses dari Neural Networks.

Kehilangan respek terhadap sulitnya membangun sistem pakar (macetnya knowledge acquisition).
Kematangan (1987-sekarang)
Perubahan dalam cakupan dan metodologi penelitian bidang Kecerdasan Buatan:
Membangun di atas teori yang ada, bukan cuma mengusulkan teori baru;
berbasis klaim pada theorema dan eksperimen, bukan pada intuisi;
menunjukkan relevansi ke aplikasi nyata, bukan pada contoh “mainan”.
Agent Cerdas (1995-sekarang)
Realisasi yang pada mulanya dipisahkan dalam sub dari Kecerdasan Buatan (speech recognition, problem solving and planning, robotics, computer vision, machine learning, knowledge representation, etc.) perlu direorganisasi bilamana hasil-hasilnya diikat bersama-sama kedalam suatu desain agent tunggal.

Suatu proses reintegrasi dari sub-area yang berbeda dari KB untuk membentuk “whole agent”:
“agent perspective” of AI
agent architectures (e.g. SOAR, Disciple);
multi-agent systems;
agent untuk aplikasi tipe-tipe yang berbeda, web agents.
Domain Yang Sering Dibahas
Mundane Task
- Persepsi (vision & speech)
- Bahasa alami (understanding, generation & translation)
- Pemikiran yang bersifat commonsense
- Robot control

Formal Task
- Permainan / Games
- Matematika (Geometri, logika, kalkulus integral, pembuktian)

Expert Task
- Analisis finansial
- Analisis medikal
- Analisis ilmu pengetahuan
- Rekayasa (design, pencarian kegagalan, perencanaan
manufaktur)
Tugas
Cari contoh aplikasi kecerdasan buatan, dan jelaskan fungsi dari aplikasi tersebut di masyarakat !
Summary
Kecerdasan buatan terdiri dari knowledge base dan motor inference
Digunakan untuk membantu menyelesaikan permasalahan manusia
Kecerdasan buatan mengalami perkembangan terus menerus sampai saat ini
Semakin banyak objek yang mampu diselesaikan oleh Kecerdasan buatan
Daftar Pustaka
Sri Kusumadewi, Artificial Intelligence (Teknik dan Aplikasinya), Graha Ilmu, 2003, Yogyakarta
William Siler and James J. Buckley, “Fuzzy Expert System and Fuzzy Reasoning”, Wiley-Interscience, 2005
Laurene Fauset, “Fundamental of Neural Network”, Prentice Hall, 2000