Transcript problem - Pakek Linux

Pertemuan 2
Kecerdasan Buatan
Masalah, Ruang Masalah,
Pelacakan
Masalah dan penyelesaiannya
Untuk membangun sistem atau
memecahkan masalah terdapat 4 hal :
•
•
•
•
Definisikan masalah dengan jelas
Analisis masalah
Isolasi/kumpulkan masalah dan representasi
pengetahuan
Pilih teknik pemecah masalah terbaik dan
terapkan untuk masalah tertentu
Mendefinisikan Masalah sebagai “State
Space Search” (SSS)
• Misalnya permainan catur , maka SSS nya
adalah :
▫ Menspesifikasikan posisi awal dari papan catur
▫ Peraturan (rules) yang mendefinisikan langkahlangkah yang legal
▫ Posisi papan yang merepresentasikan pemenang dari
satu sisi atau sisi lainnya.
▫ Tujuan (Goal) dari permainan adalah : memenangkan
permainan.
Problem Solving Agent
• Goal-based agent  mempertimbangkan
action-action yang akan datang dan hasil yang
ingin dicapai
• Agent Problem Solving  Menemukan
sequence action untuk mencapai tujuannya
• Algorithm are uninformed  Tidak ada
informasi untuk Problem, hanya deskripsi
pada masalah tersebut
Simple Problem Solving Agent
Function Simple-Problem-Solving-Agent(percept) return an
action
Input : percept //a percept
Static : seq //an action sequence, initially empty
state //some description of the current world state
goal //a goal, initially null
problem //a problem formulation
State  Update-State(state, percept)
If seq is empty then do
goal  Formulate-Goal(state)
problem  Formulate-Problem(state,goal)
seq  Search(Problem)
Action  First(seq)
Seq  Rest(seq)
Return action
Goal & Problem Formulation
• Goal Formulation
▫ Kondisi saat ini
▫ Performance measure
• Problem Formulation
▫ Proses  Menemukan state dan aksi-aksi yang akan
dilakukan untuk mencapai tujuannya
• Search
▫ input problem, output solusi dalam bentuk sequence
action
Well-Define Problem & Solution
• 4 Komponen Problem
▫ Initial State
▫ Actions : Successor function :
Successor-Fn(x) = <Action,Successor>
▫ Goal Test
▫ Path Cost
 Optimal Solution  path cost terkecil
Contoh Kasus
• Agent kita sedang berlibur dan sekarang
sedang di kota Arad Romania
• Besok dia harus naik pesawat dari Bucharest
• Goal dari agent sekarang adalah pergi ke
Bucharest
• Action yang tidak berhubungan dengan goal
akan dibuang -> decision agent lebih simple
Contoh Kasus
• Agent  Mencapai tujuan (ke Bucharest)
dengan naik mobil
• Kemana akan pergi setelah dari Arad ?
▫ Ada tiga jalan : ke Sibiu, Timisoara, Zerind
▫ Agent kita ini masih belum tahu jalan disana (mana
yang tercepat) tapi hanya memiliki peta.
▫ Dari informasi peta, dilakukan hipotesa terhadap
ketiga jalur tsb untuk sampai ke Bucharest
Agent & Environmet
• Environment
▫ Static
 Tidak perlu memperhatikan perubahan yang terjadi pada
environment
▫ Observable
 Ada peta, initial state diketahui (di Arad)
▫ Discreet
 Enumeration action
▫ Deterministic
 Tidak bisa menangani terhadap hal-hal yang tidak
diperkirakan
Well-Defined Problem agent
• Initial State  di Arad
• Actions : Successor function 
▫ {<Go(Sibiu),In(Sibiu)>,
<Go(Timisoara),In(Timisoara)>,
<Go(Zerind),In(Zerind)>}
• Goal Test  In(Bucharest)
• Path Cost  di slide berikutnya
Path Cost Solusi Agent
Formulate Goal & Problem Agent
• Formulate Goal
▫ Tiba di Bucharest besok
• Formulate Problem
▫ States : kota-kota
▫ Actions : mengemudi antar kota
• Solusi
▫ Sequence kota : Arad, Sibiu, Fagaras, Bucharest
Example Problem
• Toy Problem
▫ Diharapkan bisa mengilustrasikan berbagai macam metode problemsolving
▫ Membandingkan performa algoritma
▫ Akan dibahas untuk kasus : vacum cleaner, 8-puzle, 8-Queen Problem
• Reald World Problem
▫
▫
▫
▫
▫
▫
▫
Airline Travel Problem
Touring Problem
Traveling Salesman Problem
VLSI Layout
Robot Navigation
Automatic Assembly Sequencing
Internet Searching
Toy Problem

Vacuum Cleaner





States : Berada di salah satu dari
dua lokasi yang ada, yg masing2
mungkin bersih atau kotor. Jadi
jml kemungkinan state = 2 * 22
Initial State ?
Successor Function ?
.
Goal Test ?
Path Cost ?
Toy Problem
• Vacuum Cleaner
▫ States : Berada di salah satu dari
dua lokasi yang ada, yg masing2
mungkin bersih atau kotor. Jadi
jml kemungkinan state = 2 * 22
▫ Initial State : Sembarang state
▫ Successor Function :
(kekiri,kekanan,bersihkan)
▫ Goal Test : Semua lokasi bersih
▫ Path Cost : Setiap aksi = 1 point
Toy Problem

The 8-Puzzles
 State
:?
 Initial State : ?
 Successor Function : ?
.
 Goal Test : ?
 Path Cost : ?
Toy Problem
• The 8-Puzzles
▫ State : lokasi dari 8 kotak angka dan 1 kotak kosong
▫ Initial State : Sembarang state
▫ Successor Function : (kotak kosong bergerak kekiri,
kekanan, keatas atau kebawah)
▫ Goal Test : Tersusun kotak angka yang diinginkan
▫ Path Cost : Setiap bergerak bernilai 1
Toy Problem
• 8-Queen Problem
▫ State : ?
▫ Initial State : ?
▫ Successor Function : ?
.
▫ Goal Test : ?
.
.
.
Toy Problem
• 8-Queen Problem
▫ State : susunan 0..8 ratu pada
papan catur
▫ Initial State : Tidak ada ratu pada
papan catur
▫ Successor Function : Masukkan
ratu ke papan catur
▫ Goal Test : Tidak ada ratu yang
saling serang
A Water Jug Problem
• Anda diberi dua buah jug, yang satu ukuran 4
galon dan yang lain 3 galon.
• Kedua jug tidak memiliki skala ukuran.
• Terdapat pompa yang dapat digunakan untuk
mengisi jug dengan air.
• Bagaimana anda mendapatkan tepat 2 galon air
di dalam jug 4 ukuran galon?
Pendefinisian masalah
• Ruang masalah untuk masalah di atas dapat
digambarkan sebagai himpunan pasangan
bilangan bulat (x,y) yang terurut, sedemikian
hingga x = 0, 1, 2, 3, atau 4 dan y = 0, 1, 2, atau
3;
• x menyatakan jumlah air dalam jug ukuran 4
galon, dan y menyatakan jumlah air dalam jug
ukuran 3 galon.
• Keadaan mula-mula adalah (0,0). State tujuan
adalah (2,n) untuk setiap nilai n.
Operator-opeartor (aturan produksi) yang digunakan
untuk memecahkan masalah terlihat pada tabel
1.
(x,y)
If x < 4
→
(4,y)
Isi penuh jug 4 galon
2.
(x,y)
If y < 3
→
(x,3)
Isi penuh jug 3 galon
3.
(x,y)
If x > 0
→
(x-d,y)
Buang sebagian air
dari jug 4 galon
4.
(x,y)
If y > 0
→
(x,y-d)
Buang sebagian air
dari galon ukuran 3
galon
5.
(x,y)
If x > 0
→
(0,y)
Kosongkan jug 4 galon
6.
(x,y)
If y > 0
→
(x,0)
Kosongkan jug 3 galon
7.
(x,y)
→
If x+y ≥4 and y >
0
(4,y-(4-x))
Tuangkan air dari jug 3
galon ke jug 4 galon
sampai jug 4 galon
penuh
8.
(x,y)
→
If x+y ≥3 and x >
0
(x-(3-y),3)
Tuangkan air dari jug 4
galon ke jug 3 galon
sampai jug 3 galon
penuh
(x,y)
→
If x+y ≤4 and y >
0
(x+y,0)
Tuangkan seluruh air
dari jug 3 galon ke jug 4
galon
10. (x,y)
→
If x+y ≤3 and x >
0
(0,x+y)
Tuangkan seluruh air
dari jug 4 galon ke jug 3
galon
9.
(0,2)
→
(2,0)
Tuangkan 2 galon air
dari jug 3 galon ke jug 4
galon
12. (2,y)
→
(0,y)
Buang 2 galon dalam
jug 4 galon sampai
habis.
11.
Solusi untuk Water Jug Problem
Jumlah galon
dalam jug 4
galon
Jumlah galon
dalam jug 3
galon
Aturan yang
dilakukan
0
0
3
3
0
3
0
3
2
9
2
4
0
2
2
2
0
7
5 atau 12
9 atau 11
Real World Problem
•
•
•
•
•
•
•
Airline Travel Problem
Touring Problem
Traveling Salesman Problem
VLSI Layout
Robot Navigation
Automatic Assembly Sequencing
Internet Searching
Karakteristik Masalah Dalam AI :
• Apakah masalahnya dapat didekomposisi menjadi
himpunan sub masalah yang (hampir) independen lebih
kecil atau lebih mudah ?
• Dapatkah langkah penyelesaian diabaikan paling tidak
dibatalkan ketika dapat dibuktikan hal tersebut kurang
tepat ?
• Apakah universe masalah dapat diprediksi ?
• Apakah solusi terbaik dari masalah tertentu jelas, tanpa
membandingkan dengan kemungkinan seluruh solusi
yang lain?
• Apakah solusi yang diinginkan sebuah keadaaan atau
sebuah jalur dari keadaan ?
• Apa peran dari pengetahuan ?
Sistem Produksi
Sistem produksi terdiri dari:
• Himpunan aturan, masing-masing terdiri dari sisi kiri
(pola) yang menentukan kemampuan aplikasi dari aturan
tersebut dan sisi kanan yang menggambarkan operasi
yang dilakukan jika aturan dilaksanakan.
• Satu atau lebih pengetahuan atau basis data yang berisi
informasi apapun untuk tugas tertentu. Beberapa bagian
basis data bisa permanen, dan bagian yang lain bisa
hanya merupakan solusi untuk masalah saat ini.
Informasi dalam basis data ini disusun secara tepat.
• Strategi kontrol yang menspesifikasikan urutan
dimana aturan akan dibandingkan dengan basis data dan
menspesifikasikan cara pemecahan masalah yang timbul
ketika beberapa aturan sesuai sekaligus pada waktu yang
sama.
• A rule applier (pengaplikasi aturan).
Strategi Kontrol
Syarat-syarat strategi kontrol:
• cause motion. Perhatikan kembali water jug problem. Jika kita
mengimplementasikan strategi kontrol sederhana dengan selalu
memilih aturan pertama pada daftar 12 aturan yang telah dibuat,
maka kita tidak akan pernah memecahkan masalah. Strategi
kontrol yang tidak menyebabkan motion tidak akan pernah
mencapai solusi.
• Systematic. Strategi kontrol sederhana yang lain untuk water
jug problem: pada setiap siklus, pilih secara random aturanaturan yang dapat diaplikasikan. Strategi ini lebih baik dari yang
pertama, karena menyebabkan motion. Pada akhirnya strategi
tersebut akan mencapai solusi. Tetapi mungkin kita akan
mengunjungi beberapa state yang sama selama proses tersebut
dan mungkin menggunakan lebih banyak langkah dari jumlah
langkah yang diperlukan. Hal ini disebabkan strategi kontrol
tersebut tidak sistematik.
• Beberapa strategi kontrol yang sistematik telah
diusulkan, yang biasa disebut sebagai metodametoda dalam teknik searching
Lebih lanjut akan dibahas enam
metoda pencarian:
•
•
•
•
•
•
Breadth First Search,
Uniform Cost Search,
Depth First Search,
Depth-Limited Search,
Iterative-Deepening Depth-First Search, dan
Bi-directional search.
Strategi Pencarian
Terdapat empat kriteria dalam strategi
pencarian, yaitu:
• Completeness: Apakah strategi tersebut
menjamin penemuan solusi jika solusinya
memang ada?
• Time complexity: Berapa lama waktu yang
diperlukan?
• Space complexity: Berapa banyak memori
yang diperlukan?
• Optimality: Apakah strategi tersebut
menemukan solusi yang paling baik jika
terdapat beberapa solusi berbeda pada
permasalahan yang ada?
Thank’s u
Tugas
• Selesaikan masalah dengan AI: takaran
minyak tanah hanya untuk 5 liter dan 7 liter.
Definisikan masalah dan selesaikan untuk
mendapatkan minyak tanah sebanyak 4 liter.
• Tugas dalam file .doc dan .pdf , laporan
• Kelompok maks 5 orang
• Dikumpulkan maks rabu depan (file) email
ke [email protected]
• Laporan dikumpulkan sabtu depan tanggal 9
oktober 2010