Jaringan Syaraf TiruanJaringan Syaraf Tiruan

Artificial Neural NetworksArtificial Neural Networks

Kecerdasan komputasional melibatkan Kecerdasan komputasional melibatkan pengembangan atau pembelajaran pengembangan atau pembelajaran iteratif (misalnya penalaan parameter iteratif (misalnya penalaan parameter seperti dalam sistem koneksionis). seperti dalam sistem koneksionis).

Pembelajaran ini berdasarkan pada Pembelajaran ini berdasarkan pada data empiris dan diasosiasikan dengan data empiris dan diasosiasikan dengan AI non-simbolis, AI yang tak teratur dan AI non-simbolis, AI yang tak teratur dan perhitungan lunak. Metoda-metoda perhitungan lunak. Metoda-metoda pokoknya meliputi:pokoknya meliputi:

Artificial Neural NetworksArtificial Neural Networks

Jaringan SyarafJaringan Syaraf: sistem dengan : sistem dengan kemampuan pengenalan pola yang sangat kemampuan pengenalan pola yang sangat kuat kuat

Sistem FuzzySistem Fuzzy: teknik-teknik untuk : teknik-teknik untuk pertimbangan di bawah ketidakpastian, pertimbangan di bawah ketidakpastian, telah digunakan secara meluas dalam telah digunakan secara meluas dalam industri modern dan sistem kendali produk industri modern dan sistem kendali produk konsumen.konsumen.

Komputasi EvolusionerKomputasi Evolusioner: menerapkan : menerapkan

konsep-konsep yang terinspirasi secara konsep-konsep yang terinspirasi secara biologis seperti populasi, mutasi dan “biologis seperti populasi, mutasi dan “survival of the fittestsurvival of the fittest” untuk menghasilkan ” untuk menghasilkan pemecahan masalah yang lebih baik.pemecahan masalah yang lebih baik.

Jaringan syaraf tiruan Jaringan syaraf tiruan merupakan merupakan jaringan dari unit pemroses jaringan dari unit pemroses kecil yang saling terhubungkecil yang saling terhubung, , yang dimodelkan berdasar jaringan yang dimodelkan berdasar jaringan syaraf (syaraf (neuron) jaringan syarafneuron) jaringan syaraf..

Pada tahun 1980-an, jaringan syaraf digunakan Pada tahun 1980-an, jaringan syaraf digunakan secara meluas dengan algoritma perambatan secara meluas dengan algoritma perambatan balik, pertama kali diterangkan oleh Paul John balik, pertama kali diterangkan oleh Paul John Werbos pada 1974. Tahun 1990-an ditandai Werbos pada 1974. Tahun 1990-an ditandai perolehan besar dalam berbagai bidang AI dan perolehan besar dalam berbagai bidang AI dan demonstrasi berbagai macam aplikasi. Lebih demonstrasi berbagai macam aplikasi. Lebih khusus Deep Blue, sebuah komputer permainan khusus Deep Blue, sebuah komputer permainan catur, mengalahkan Garry Kasparov dalam catur, mengalahkan Garry Kasparov dalam sebuah pertandingan 6 game yang terkenal pada sebuah pertandingan 6 game yang terkenal pada tahun 1997. DARPA menyatakan bahwa biaya tahun 1997. DARPA menyatakan bahwa biaya yang disimpan melalui penerapan metode AI yang disimpan melalui penerapan metode AI untuk unit penjadwalan dalam Perang Teluk untuk unit penjadwalan dalam Perang Teluk pertama telah mengganti seluruh investasi dalam pertama telah mengganti seluruh investasi dalam penelitian AI sejak tahun 1950 pada pemerintah penelitian AI sejak tahun 1950 pada pemerintah AS. AS.

Tantangan Hebat DARPA, yang Tantangan Hebat DARPA, yang dimulai pada 2004 dan berlanjut dimulai pada 2004 dan berlanjut hingga hari ini, adalah sebuah hingga hari ini, adalah sebuah pacuan untuk hadiah $2 juta pacuan untuk hadiah $2 juta dimana kendaraan dikemudikan dimana kendaraan dikemudikan sendiri tanpa komunikasi dengan sendiri tanpa komunikasi dengan manusia, menggunakan GPS, manusia, menggunakan GPS, komputer dan susunan sensor komputer dan susunan sensor yang canggih, melintasi beberapa yang canggih, melintasi beberapa ratus mil daerah gurun yang ratus mil daerah gurun yang menantang menantang

Jaringan syaraf tiruan (JST)Jaringan syaraf tiruan (JST) (Bahasa (Bahasa Inggris: Inggris: artificial neural network (ANN)artificial neural network (ANN), , atau juga disebut atau juga disebut simulated neural simulated neural network (SNN)network (SNN), atau umumnya hanya , atau umumnya hanya disebut disebut neural network (NN)neural network (NN)), adalah ), adalah jaringan dari sekelompok unit jaringan dari sekelompok unit pemroses kecil yang dimodelkan pemroses kecil yang dimodelkan berdasarkan jaringan syaraf manusia. berdasarkan jaringan syaraf manusia. JST merupakan sistem adaptif yang JST merupakan sistem adaptif yang dapat merubah strukturnya untuk dapat merubah strukturnya untuk memecahkan masalah berdasarkan memecahkan masalah berdasarkan informasi eksternal maupun internal informasi eksternal maupun internal yang mengalir melalui jaringan yang mengalir melalui jaringan tersebut. tersebut.

Secara sederhana, JST adalah sebuah Secara sederhana, JST adalah sebuah alat pemodelan data statistik non-alat pemodelan data statistik non-linier. JST dapat digunakan untuk linier. JST dapat digunakan untuk memodelkan hubungan yang memodelkan hubungan yang kompleks antara input dan output kompleks antara input dan output untuk menemukan pola-pola pada untuk menemukan pola-pola pada data.data.

Saat ini bidang kecerdasan buatan dalam Saat ini bidang kecerdasan buatan dalam usahanya menirukan intelegensi manusia, usahanya menirukan intelegensi manusia, belum mengadakan pendekatan dalam belum mengadakan pendekatan dalam bentuk fisiknya melainkan dari sisi yang bentuk fisiknya melainkan dari sisi yang lain. Pertama-tama diadakan studi lain. Pertama-tama diadakan studi mengenai teori dasar mekanisme proses mengenai teori dasar mekanisme proses terjadinya intelegensi. Bidang ini disebut terjadinya intelegensi. Bidang ini disebut ‘Cognitive Science’‘Cognitive Science’. Dari teori dasar ini . Dari teori dasar ini dibuatlah suatu model untuk disimulasikan dibuatlah suatu model untuk disimulasikan pada komputer, dan dalam pada komputer, dan dalam perkembangannya yang lebih lanjut dikenal perkembangannya yang lebih lanjut dikenal berbagai sistem kecerdasan buatan yang berbagai sistem kecerdasan buatan yang salah satunya adalah jaringan syaraf tiruan. salah satunya adalah jaringan syaraf tiruan.

SejarahSejarah

Dibandingkan dengan bidang ilmu yang lain, Dibandingkan dengan bidang ilmu yang lain, jaringan syaraf tiruan relatif masih baru. jaringan syaraf tiruan relatif masih baru. Sejumlah literatur menganggap bahwa Sejumlah literatur menganggap bahwa konsep jaringan syaraf tiruan bermula pada konsep jaringan syaraf tiruan bermula pada makalah Waffen McCulloch dan Walter Pitts makalah Waffen McCulloch dan Walter Pitts pada tahun 1943. Dalam makalah tersebut pada tahun 1943. Dalam makalah tersebut mereka mencoba untuk memformulasikan mereka mencoba untuk memformulasikan model matematis sel-sel otak. Metode yang model matematis sel-sel otak. Metode yang dikembangkan berdasarkan sistem syaraf dikembangkan berdasarkan sistem syaraf biologi ini, merupakan suatu langkah maju biologi ini, merupakan suatu langkah maju dalam industri komputer.dalam industri komputer.

SejarahSejarah

Tidak ada dua otak manusia yang sama, Tidak ada dua otak manusia yang sama, setiap otak selalu berbeda. Beda dalam setiap otak selalu berbeda. Beda dalam ketajaman, ukuran dan ketajaman, ukuran dan pengorganisasiannya. Salah satu cara untuk pengorganisasiannya. Salah satu cara untuk memahami bagaimana otak bekerja adalah memahami bagaimana otak bekerja adalah dengan mengumpulkan informasi dari dengan mengumpulkan informasi dari sebanyak mungkin scan otak manusia dan sebanyak mungkin scan otak manusia dan memetakannya. Hal tersebut merupakan memetakannya. Hal tersebut merupakan upaya untuk menemukan cara kerja rata-upaya untuk menemukan cara kerja rata-rata otak manusia itu. Peta otak manusia rata otak manusia itu. Peta otak manusia diharapkan dapat menjelaskan misteri diharapkan dapat menjelaskan misteri mengenai bagaimana otak mengendalikan mengenai bagaimana otak mengendalikan setiap tindak tanduk manusia, mulai dari setiap tindak tanduk manusia, mulai dari penggunaan bahasa hingga gerakan. penggunaan bahasa hingga gerakan.

Pengertian DasarPengertian Dasar

Walaupun demikian kepastian cara kerja Walaupun demikian kepastian cara kerja otak manusia masih merupakan suatu otak manusia masih merupakan suatu misteri. Meski beberapa aspek dari misteri. Meski beberapa aspek dari prosesor yang menakjubkan ini telah prosesor yang menakjubkan ini telah diketahui tetapi itu tidaklah banyak. diketahui tetapi itu tidaklah banyak. Beberapa aspek-aspek tersebut, yaitu : Beberapa aspek-aspek tersebut, yaitu :

Pengertian DasarPengertian Dasar

1.1. Tiap bagian pada otak manusia memiliki Tiap bagian pada otak manusia memiliki alamat, dalam bentuk formula kimia, alamat, dalam bentuk formula kimia, dan sistem syaraf manusia berusaha dan sistem syaraf manusia berusaha untuk mendapatkan alamat yang cocok untuk mendapatkan alamat yang cocok untuk setiap akson (syaraf penghubung) untuk setiap akson (syaraf penghubung) yang dibentuk. yang dibentuk.

2.2. Melalui pembelajaran, pengalaman dan Melalui pembelajaran, pengalaman dan interaksi antara sistem maka struktur interaksi antara sistem maka struktur dari otak itu sendiri akan mengatur dari otak itu sendiri akan mengatur fungsi-fungsi dari setiap bagiannya fungsi-fungsi dari setiap bagiannya Axon-axon pada daerah yang Axon-axon pada daerah yang berdekatan akan berkembang dan berdekatan akan berkembang dan mempunyai bentuk fisik mirip, sehingga mempunyai bentuk fisik mirip, sehingga terkelompok dengan arsitektur tertentu terkelompok dengan arsitektur tertentu pada otak. pada otak. Axon berdasarkan arsitekturnya Axon berdasarkan arsitekturnya bertumbuh dalam urutan waktu, dan bertumbuh dalam urutan waktu, dan terhubung pada struktur otak yang terhubung pada struktur otak yang berkembang dengan urutan waktu yang berkembang dengan urutan waktu yang sama sama

Berdasarkan keempat aspek Berdasarkan keempat aspek tersebut di atas dapat ditarik tersebut di atas dapat ditarik suatu kesimpulan bahwa otak suatu kesimpulan bahwa otak tidak seluruhnya terbentuk oleh tidak seluruhnya terbentuk oleh proses genetis. proses genetis.

Terdapat proses lain yang ikut Terdapat proses lain yang ikut membentuk fungsi dari bagian-membentuk fungsi dari bagian-bagian otak, yang pada akhirnya bagian otak, yang pada akhirnya menentukan bagaimana suatu menentukan bagaimana suatu informasi diproses oleh otak.informasi diproses oleh otak.

Elemen yang paling mendasar dari Elemen yang paling mendasar dari jaringan syaraf adalah sel syaraf. Sel-sel jaringan syaraf adalah sel syaraf. Sel-sel syaraf inilah membentuk bagian syaraf inilah membentuk bagian kesadaran manusia yang meliputi kesadaran manusia yang meliputi beberapa kemampuan umum. beberapa kemampuan umum.

Pada dasarnya sel syaraf biologi Pada dasarnya sel syaraf biologi menerima masukan dari sumber yang menerima masukan dari sumber yang lain dan mengkombinasikannya dengan lain dan mengkombinasikannya dengan beberapa cara, melaksanakan suatu beberapa cara, melaksanakan suatu operasi yang non-linear untuk operasi yang non-linear untuk mendapatkan hasil dan kemudian mendapatkan hasil dan kemudian mengeluarkan hasil akhir tersebut.mengeluarkan hasil akhir tersebut.

Dalam tubuh manusia terdapat banyak variasi Dalam tubuh manusia terdapat banyak variasi tipe dasar sel syaraf, sehingga proses berpikir tipe dasar sel syaraf, sehingga proses berpikir manusia menjadi sulit untuk direplikasi secara manusia menjadi sulit untuk direplikasi secara elektrik. Sekalipun demikian, semua sel syaraf elektrik. Sekalipun demikian, semua sel syaraf alami mempunyai empat komponen dasar alami mempunyai empat komponen dasar yang sama. Keempat komponen dasar ini yang sama. Keempat komponen dasar ini diketahui berdasarkan nama biologinya yaitu, diketahui berdasarkan nama biologinya yaitu, dendrit, soma, akson, dan sinapsis. Dendrit dendrit, soma, akson, dan sinapsis. Dendrit merupakan suatu perluasan dari soma yang merupakan suatu perluasan dari soma yang menyerupai rambut dan bertindak sebagai menyerupai rambut dan bertindak sebagai saluran masukan. Saluran masukan ini saluran masukan. Saluran masukan ini menerima masukan dari sel syaraf lainnya menerima masukan dari sel syaraf lainnya melalui sinapsis. Soma dalam hal ini kemudian melalui sinapsis. Soma dalam hal ini kemudian memproses nilai masukan menjadi sebuah memproses nilai masukan menjadi sebuah output yang kemudian dikirim ke sel syaraf output yang kemudian dikirim ke sel syaraf lainnya melalui akson dan sinapsis. lainnya melalui akson dan sinapsis.

Penelitian terbaru memberikan bukti lebih Penelitian terbaru memberikan bukti lebih lanjut bahwa sel syaraf biologi mempunyai lanjut bahwa sel syaraf biologi mempunyai struktur yang lebih kompleks dan lebih struktur yang lebih kompleks dan lebih canggih daripada sel syaraf buatan yang canggih daripada sel syaraf buatan yang kemudian dibentuk menjadi jaringan syaraf kemudian dibentuk menjadi jaringan syaraf buatan yang ada sekarang ini. Ilmu biologi buatan yang ada sekarang ini. Ilmu biologi menyediakan suatu pemahaman yang lebih menyediakan suatu pemahaman yang lebih baik tentang sel syaraf sehingga baik tentang sel syaraf sehingga memberikan keuntungan kepada para memberikan keuntungan kepada para perancang jaringan untuk dapat terus perancang jaringan untuk dapat terus meningkatkan sistem jaringan syaraf buatan meningkatkan sistem jaringan syaraf buatan yang ada berdasarkan pada pemahaman yang ada berdasarkan pada pemahaman terhadap otak biologi.terhadap otak biologi.

Sel syaraf-sel syaraf ini terhubung Sel syaraf-sel syaraf ini terhubung satu dengan yang lainnya melalui satu dengan yang lainnya melalui sinapsis. Sel syaraf dapat menerima sinapsis. Sel syaraf dapat menerima rangsangan berupa sinyal rangsangan berupa sinyal elektrokimiawi dari sel syaraf-sel elektrokimiawi dari sel syaraf-sel syaraf yang lain. Berdasarkan syaraf yang lain. Berdasarkan rangsangan tersebut, sel syaraf akan rangsangan tersebut, sel syaraf akan mengirimkan sinyal atau tidak mengirimkan sinyal atau tidak berdasarkan kondisi tertentu. Konsep berdasarkan kondisi tertentu. Konsep dasar semacam inilah yang ingin dasar semacam inilah yang ingin dicoba para ahli dalam menciptakan dicoba para ahli dalam menciptakan sel tiruan.sel tiruan.

Suatu jaringan syaraf tiruan Suatu jaringan syaraf tiruan memproses sejumlah besar informasi memproses sejumlah besar informasi secara paralel dan terdistribusi, hal ini secara paralel dan terdistribusi, hal ini terinspirasi oleh model kerja otak terinspirasi oleh model kerja otak biologis biologis

DefinisiDefinisi

Hecht-Nielsend (1988) mendefinisikan Hecht-Nielsend (1988) mendefinisikan sistem syaraf buatan sebagai berikut:sistem syaraf buatan sebagai berikut:"Suatu neural network (NN), adalah suatu "Suatu neural network (NN), adalah suatu struktur pemroses informasi yang struktur pemroses informasi yang terdistribusi dan bekerja secara paralel, terdistribusi dan bekerja secara paralel, yang terdiri atas elemen pemroses (yang yang terdiri atas elemen pemroses (yang memiliki memori lokal dan beroperasi memiliki memori lokal dan beroperasi dengan informasi lokal) yang diinterkoneksi dengan informasi lokal) yang diinterkoneksi bersama dengan alur sinyal searah yang bersama dengan alur sinyal searah yang disebut koneksi. Setiap elemen pemroses disebut koneksi. Setiap elemen pemroses memiliki koneksi keluaran tunggal yang memiliki koneksi keluaran tunggal yang bercabang (fan out) ke sejumlah koneksi bercabang (fan out) ke sejumlah koneksi kolateral yang diinginkan (setiap koneksi kolateral yang diinginkan (setiap koneksi membawa sinyal yang sama dari keluaran membawa sinyal yang sama dari keluaran elemen pemroses tersebut). elemen pemroses tersebut).

Hecht-Nielsend (1988) mendefinisikan Hecht-Nielsend (1988) mendefinisikan sistem syaraf buatan sebagai berikut sistem syaraf buatan sebagai berikut (lanjutan)(lanjutan)

Keluaran dari elemen pemroses tersebut Keluaran dari elemen pemroses tersebut dapat merupakan sebarang jenis dapat merupakan sebarang jenis persamaan matematis yang diinginkan. persamaan matematis yang diinginkan. Seluruh proses yang berlangsung pada Seluruh proses yang berlangsung pada setiap elemen pemroses harus benar-benar setiap elemen pemroses harus benar-benar dilakukan secara lokal, yaitu keluaran hanya dilakukan secara lokal, yaitu keluaran hanya bergantung pada nilai masukan pada saat bergantung pada nilai masukan pada saat itu yang diperoleh melalui koneksi dan nilai itu yang diperoleh melalui koneksi dan nilai yang tersimpan dalam memori lokal".yang tersimpan dalam memori lokal".

Menurut Haykin, S. (1994), Neural Networks: Menurut Haykin, S. (1994), Neural Networks: A Comprehensive Foundation, NY, Macmillan, A Comprehensive Foundation, NY, Macmillan, mendefinisikan jaringan syaraf sebagai mendefinisikan jaringan syaraf sebagai berikut:berikut:

“Sebuah jaringan syaraf adalah sebuah “Sebuah jaringan syaraf adalah sebuah prosesor yang terdistribusi paralel dan prosesor yang terdistribusi paralel dan mempuyai kecenderungan untuk menyimpan mempuyai kecenderungan untuk menyimpan pengetahuan yang didapatkannya dari pengetahuan yang didapatkannya dari pengalaman dan membuatnya tetap tersedia pengalaman dan membuatnya tetap tersedia untuk digunakan.” untuk digunakan.” Hal ini menyerupai kerja otak dalam dua hal Hal ini menyerupai kerja otak dalam dua hal yaitu: yaitu: 1. Pengetahuan diperoleh oleh jaringan 1. Pengetahuan diperoleh oleh jaringan melalui suatu proses belajar. melalui suatu proses belajar. 2. Kekuatan hubungan antar sel syaraf yang 2. Kekuatan hubungan antar sel syaraf yang dikenal dengan bobot sinapsis digunakan dikenal dengan bobot sinapsis digunakan untuk menyimpan pengetahuan.untuk menyimpan pengetahuan.

Zurada, J.M. (1992), Introduction To Zurada, J.M. (1992), Introduction To Artificial Neural Systems, Boston: PWS Artificial Neural Systems, Boston: PWS Publishing Company, mendefinisikan Publishing Company, mendefinisikan sebagai berikut:sebagai berikut:

“Sistem syaraf tiruan atau jaringan “Sistem syaraf tiruan atau jaringan syaraf tiruan adalah sistem selular fisik syaraf tiruan adalah sistem selular fisik yang dapat memperoleh, menyimpan yang dapat memperoleh, menyimpan dan menggunakan pengetahuan yang dan menggunakan pengetahuan yang didapatkan dari pengalaman”.didapatkan dari pengalaman”.

DARPA Neural Network Study (1988, DARPA Neural Network Study (1988, AFCEA International Press, p. 60) AFCEA International Press, p. 60) mendefinisikan jaringan syaraf buatan mendefinisikan jaringan syaraf buatan sebagai berikut :sebagai berikut :

Sebuah jaringan syaraf adalah sebuah Sebuah jaringan syaraf adalah sebuah sistem yang dibentuk dari sejumlah sistem yang dibentuk dari sejumlah elemen pemroses sederhana yang elemen pemroses sederhana yang bekerja secara paralel dimana fungsinya bekerja secara paralel dimana fungsinya ditentukan oleh stuktur jaringan, ditentukan oleh stuktur jaringan, kekuatan hubungan dan pegolahan kekuatan hubungan dan pegolahan dilakukan pada komputasi elemen atau dilakukan pada komputasi elemen atau nodes nodes

Daftar Pustaka :Daftar Pustaka :

Haykin, S. (1999) Haykin, S. (1999) Neural Networks: Neural Networks: A Comprehensive FoundationA Comprehensive Foundation, , Prentice HallPrentice Hall

Wasserman, Philip (1993) Wasserman, Philip (1993) Advanced Advanced Methods in Neural ComputingMethods in Neural Computing, , Van Nostrand ReinholdVan Nostrand Reinhold