pemecahanmasalahdengan...

48
3/12/2018 1 Pemecahan Masalah dengan Metoda Pencarian (Searching) Problem-Solving Agent (PSA) Memutuskan tindakan yang harus dilakukan untuk mencapai hasil yang diinginkan. Dengan cara : mengidentifikasi tiap urutan aksi yang mendahuluinya. • Sasaran Problem-Solving Agent, adalah mencapai suatu Goal yang diinginkan (PSA merupakan Tipe Goal-Based Agents).

Upload: truongtram

Post on 28-Apr-2019

247 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

1Pemecahan Masalah denganMetoda Pencarian (Searching)• Problem-Solving Agent (PSA)• Memutuskan tindakan yang harusdilakukan untuk mencapai hasil yangdiinginkan.• Dengan cara : mengidentifikasi tiap urutanaksi yang mendahuluinya.• Sasaran Problem-Solving Agent, adalahmencapai suatu Goal yang diinginkan (PSAmerupakan Tipe Goal-Based Agents).

Page 2: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

2

environment

agent

?

sensors

actuators

o Formulate Goal o Formulate Problem

� Intial States� Actions� Goal Test� Path Cost

o Find Solutiono Execution

Problem-Solving Agent (PSA)Mekanisme kerjaProblem-Solving Agent• Formulate Goal (Merumuskan Tujuan)Tentukan tujuan yang ingin dicapai.• Formulate Problem (Merumuskan Permasalahan)Tentukan tindakan (action) & keadaan (state) yang dipertimbangkan dalam mencapai tujuan.• Find Solution (Mencari Solusi Masalah)Tentukan rangkaian tindakan yang perlu diambil untukmencapai tujuan.• Execution (Pelaksanaan Solusi)Laksanakan rangkaian tindakan yang sudah ditentukan di tahap sebelumnya.

Page 3: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

3

Contoh : Turis di Romania• Liburan ke Romania, khususnya : Arad. Penerbangan dilakukan besok dari Bucharest.Contoh : Turis di Romania• Formulate GoalBerada di Bucharest• Formulate Problem– States : Kota-kota– Actions : Perjalanan antar kota-kota• Find Solution– Sederatan kota-kota yang menghasilkan jarakterpendek : Arad, Sibiu, Fagaras, Bucharest.• Execution

Page 4: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

4

Contoh : Turis di RomaniaGoal

Start

States

Actions

SolutionTipe Masalah (Problem)• Single State Problem Deterministic, Fully Observable• Multiple State Problem Deterministic, Partially Observable• Contingency Problem Stochastic, Partially Observable• Exploration Problem Unknown state space

Page 5: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

5

Single State Problem• Deterministic, Fully Observable–Agent mengetahui tentanglingkungannya (exact state)–Dapat memperhitungkan sederetanaction yang optimal untuk mencapaigoal state–Contoh : Bermain catur , setiap action akanmenghasilkan state yang pastiMultiple State Problem• Deterministic, Partially Observable– Agent tidak mengetahui exact state (bisa beberapa kemungkinan state)– Mendapatkan state ketika bekerjamencapai goal state.Contoh : Berjalan diruangan gelap :� Jika berada dipintu, berjalan terus akanmembawa kita kedapur.� Jika kita berada didapur, belok kiri akanmembawa kita ke kamar mandi,dll.

Page 6: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

6

Contingency Problem• Stochastic, Partially Observable– Harus menggunakan sensor selamaeksekusi– Solusi adalah sebuah tree atau kebijakan– Prediksi selanjutnya tidak dapat diketahuidengan pastiContoh : Pemain skate baru di suatu area�Sliding problem�Pemain skate lainnya yang disekitarnyaExploration Problem• Unknown state space–Agen harus menemukan & mempelajari“peta” dari lingkungan untuk digunakansebagai pemecah masalah.Contoh : Labirin

Page 7: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

7

Problem & Solution• Problem, adalah :kumpulan informasi yang digunakanagent untuk menentukan apa yang harus dilakukannya (bertindak)• Elemen dasar dari problem definition:–State (Keadaan)–Action (Tindakan)Formulate Problem• An Initial State : Kondisi awal• A Set of Actions Kumpulan dari kemungkinan-kemungkinan tindakan yang dapat dilakukan oleh agent– Operator : digunakan untuk menunjukkan suatutindakan, dengan kondisi keadaan yangan bagaimanatindakan akan tercapai, bila melakukan suatu tindakanpada suatu keadaan khusus• A Goal Test Apakah goal/tujuan akhir tercapai?• A Path CostJumlah dari biaya2 individual tiap tindakan selamaperjalanan menuju tercapainya tujuan akhir

Page 8: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

8

MengukurPerformance Problem-SolvingAda 3 cara mengukur performance problem solving :• Apakah ditemukan suatu solusi akhir ?• Apakah solusi yang diberikan adalah solusi yang terbaik (low path cost)?• Bagaimana hubungan search cost terhadapwaktu dan memory yang diperlukan untukmenemukan solusi ?Total Cost = Search Cost + Path CostContoh ProblemToy problems• Singkat dan deskripsi yang tepat.• Contoh : – 8-puzzle– 8-queens problem– Cryptarithmetic– Vacuum world– Missionaries & cannibals– Simple route finding– Towers of Hanoi– Water jug problem

Page 9: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

9

Contoh ProblemReal-world problems• Lebih sulit• Contoh : – Route finding– Touring & traveling salesperson problems– VLSI layout– Robot navigation– Process or assembly planningState Space Implisit & Eksplisit• State space dapat direpresentasikan secaraeksplisit dengan suatu grafik.(Tidak mudah untuk memodelkan state space dari suatu problem)s kaki ssska kakaki kiki

Page 10: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

10

State Space Implisit & Eksplisit• State space dapat direpresentasikan secaraImplisit dan dikembangkan ketika dibutuhkan. Sehingga Agent harus mengetahui :– Initial state– Operator kiri kanan2 8 31 6 47 52 8 31 6 47 5 2 8 31 6 47 5 2 8 31 6 47 52 8 31 6 47 5 2 8 316 47 5 2 8 31 6 47 5 2 8 31 6 47 5atasatas kiri atas bawah kananSearch Problem• S : Himpunan dari states • s0 : Initial state • A : Operator (S→S)• G : Goal states (G ⊆S )

Page 11: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

11

Contoh : Turis di Romania• Liburan ke Romania, khususnya : Arad. Penerbangan dilakukan besok dari Bucharest.FormulateProblem Turis di Romania• An Initial State : Dari Arad• Operator (atau succesor function):Contoh : Arad � Zerind, Arad � Sibiu, dll.• A Goal Test : Berada di Bucharest• A Path Cost : Penjumlahan jarak, jumlah operator yang dieksekusi

Page 12: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

12

Contoh : The vacuum world• The world hanya mempunyai 2 lokasi.• Setiap lokasi, dapat mengandung sampahatau tidak.• Agent bisa berada disuatu lokasi /dilokasiyang lain.• Ada 8 kemungkinan world states.• Ada 3 kemungkinan actions: kiri (ki) , kanan (ka), sedot (s).• Goal: membersihkan semua yang kotorContoh : The vacuum world• State? Satu dari 8 keadaan (state)• Operator? Ke kiri, kanan, sedot• Goal Test? Tidak ada sampah pada daerah kotak• Path Cost? 1 Path cost = jumlah langkah dalam paths kaki ssska kakaki kiki

Page 13: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

13

Contoh : 8-puzzle• State? Lokasi 8 buah angka dalam matriks 3x3.• Operator? Geser yang kosong ke kiri, kanan, atas, bawah.• Goal Test? Apakah state sesuai dengan goal state ?• Path Cost? 1 per move.Intial State Goal StateContoh: Criptharithmatic• State ? Criptharithmatic puzzle dg beberapa huruf digantidengan digit (angka).• Operator ? Ganti semua karakter (huruf) yang ada dengandigit (angka) yang belum muncul dlm puzzle.• Goal Test ? Puzzle hanya berisi angka-angka dan mewakilipenjumlahan yang benar.• Path Cost ? 0 (nol),seluruh solusi persamaan harusmemenuhi(valid).

Page 14: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

14

Contoh : Misionaris & Kanibal• Ada 3 misionaris dan 3 Kanibal, yang berharapakan menyebrangi suatu sungai.• Mereka hanya mempunyai sebuah perahu, yang hanya muat untuk dua orang saja.• Kondisi tidak akan aman jika jumlah kanibal lebihbanyak daripada jumlah misionaris.Contoh : Misionaris & Kanibal• State ? Konfigurasi misionaris, kanibal dan perahu (di satu sisi)• Operator ? Pindahkan perahu• Goal Test ? Apakah semua misionaris dan kanibal sudah berada disisi sebelah kanan?• Path Cost ? 1 pergerakan=1 costIntial State Goal State= Misionaris = Kanibal

Page 15: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

15

Mencari solusiMelalui Search Tree• Setelah merumuskan masalah � cari solusinya menggunakan sebuahsearch algorithm.• Search tree merepresentasikan state space.• Search tree terdiri dari kumpulan node : struktur data yang merepresentasikansuatu state pada suatu path, dan memilikiparent, children, depth, dan path cost.Mencari solusiMelalui Search Tree• Root node (Initial Node) dari search treemerepresentasikan initial state.• Children node adalahmerepresentasikan state pengganti dari suatu node (hasil ekspansi) .• Kumpulan semua node yang belum diekspansi disebutfringe (pinggir) dari suatusearch tree. …………InitialNodeChildrennodeAction

Goal node

Page 16: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

16

Mencari solusiMelalui Search Tree• Jalur dari suatu search tree merepresentasikanserangkaian tindakanyang merupakan solusiyang dimulai dari initial state dan berakhir di goal state. …………InitialNodeChildrennodeActionGoal nodeContohPenelusuran Search Tree• Mulai dari root node (Arad) sebagai currentnode.

Page 17: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

17

ContohPenelusuran Search Tree• Mulai dari root node (Arad) sebagai currentnode.• Lakukan node expansion terhadapnya.ContohPenelusuran Search Tree• Mulai dari root node (Arad) sebagai currentnode.• Lakukan node expansion terhadapnya.• Pilih salah satu node yang di-expand sebagaicurrent node yang baru. Ulangi langkahsebelumnya.

Page 18: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

18

Strategi pencarian(Search Strategy)• Terdapat berbagai jenis strategiuntuk melakukan search.• Semua strategi ini berbeda dalam satu hal : urutan dari node expansion.Kelompok Strategi Pencarian• Uninformed Search (Blind Search)–Hanya menggunakan informasi yang ada pada problem definition.–Tidak ada informasi tentang banyaknyalangkah atau path cost dari keadaansekarang (current state) sampai goal.• Informed Search (Heuristic Search)Mengeksploitasi informasi.

Page 19: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

19

Uninformed Search(Blind Search)Breadth-first searchUniform-cost searchDepth-first searchDepth-limited searchIterative deepening searchInformed Search(Heuristic Search)Best-first searchGreedy best-first searchA* search

Page 20: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

20

Breadth-First Search (BFS)• Strategi ini node utama diekspansi, selanjutnya node hasil ekspansi(node_eks) diekspansi lagi danseterusnya.• Implementasi: fringe adalah sebuahqueue, data struktur FIFO (First In First Out)Breadth-First Search (BFS)AB CD E F G

Page 21: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

21

Breadth-First Search (BFS)Breadth-First Search (BFS)• Turis di RomaniaAradZerind Sibiu TimisoaraArad Oradea Fagaras Rimnicu VilceaArad Oradea Arad Lugoj

Page 22: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

22Depth-First Search (DFS)• Depth-first search selalu melakukan ekspansisalah satu node pada level terdalam dalam pohonpencarian, jika gagal maka akan kembali ke atas, dan melakukan ekspansi pencarian pada/ melaluinode yang lain, dst.• Implementasi: fringe adalah sebuah stack, data struktur LIFO (Last In First Out)• Depth-first search sangat cocokdiimplementasikan secara rekursif.

Page 23: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

23

AB CD E F GH I J K L MDepth-First Search (DFS)Depth-First Search (DFS)• Turis di Romania AradZerind Sibiu TimisoaraArad OradeaZerind Sibiu Timisoara

Page 24: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

24

Uniform-Cost Search• (Dijkstra, 1959)• Merupakan modifikasi dari Breadth-First Search dengan tambahan melibatkanbiaya terendah dari node_eks• Implementasi: fringe adalah sebuah priority queue di mana node disortirberdasarkan path cost function g(n).Uniform-Cost Search• Contoh :S

0

1

A

5

B

15

CS G

A

B

C

5

1

15

10

5

5

G

11

G

10

Page 25: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

25

Uniform-Cost Search• Turis di RomaniaAradArad Oradea75 71 Arad Lugoj118 111140Zerind Sibiu Timisoara75 11875 140 118150 146 236 229Uniform-cost search75118140g=140 g=118 g=75g=0

Page 26: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

26

Uniform-cost search75118140g=140 g=118 g=757575 71g=150 g=146g=0

Depth-Limited Search• Merupakan modifikasi dari Depth-First Search untuk menghindari terjerusnya kelubang perangkap yang terlalu dalam, dengan cara memotong maksimum darikedalaman path.• Contoh :Maksimum path dalam peta ada 13, jikapencarian lebih dari 13, berarti salah danpencarian langsung dihentikan,dicarimelalui node lain.

Page 27: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

27

Iterative Deepening Search• Merupakan strategi pencariandengan memilih batas limit kedalaman melalui percobaanseluruh kemungkinan batas limit (dari kedalaman 0 sampai n).Limit = 1 Iterative Deepening Search(L= 0,1,2)Limit = 2 AB CAB CD E F GLimit = 0 A

Page 28: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

28

Iterative Deepening Search(L= 3)AB CD E F GH I J K L M N OLimit = 3

Iterative Deepening SearchDepth=0• Turis di RomaniaArad

Page 29: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

29

Iterative Deepening Search: depth=1• Turis di RomaniaAradZerind Sibiu TimisoaraIterative Deepening Search: depth=2• Turis di RomaniaAradZerind Sibiu TimisoaraArad Oradea Arad Oradea Fagaras RimnicuVilcea Arad Lugoj

Page 30: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

30

Bidirectional Search• Ide metoda ini adalah, pencarian secara simultanbersamaan dari initial state maju (forward), sementara dari goal mundur (backward), danberhenti pada saat keduanya bertemu.GoalStart GoalStartBidirectional SearchInitialState FinalState

Page 31: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

31

Bidirectional SearchStrategi Pencariandievaluasi berdasarkan• Completeness : Apakah strategi menjamin akan menemukan solusi(minimal satu) ? • Time complexity: Berapa lama waktu yang dibutuhkan untukmenemukan solusi ?• Space complexity:Berapa memory yang dibutuhkan untuk membentukpencarian (maksimal ukuran node list)?Time & space complexity diukur berdasarkan :

Page 32: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

32

Strategi pencariandievaluasi berdasarkanTime & space complexity diukur berdasarkan :– b - branching factor dari search tree– d - depth (kedalaman) dari solusi optimal– m - kedalaman maksimum dari search tree (bisa infinite!)• Optimality:Apakah strategi menghasilkan kualitas solusitertinggi (minimum cost), jika dibandingkandengan solusi-solusi lain? Breadth-first search• Complete: Ya (jika b terbatas)• Optimal : Ya (jika cost = 1 per langkah)• Time : 1 + b + b2 + b3 + b4 + … + bd = bd• Space : bd (Setiap node disimpan di memory)b : Branching factord : Kedalaman dari solusim: Kedalaman Maximum

Page 33: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

33

b d Simpul Waktu Memory10 6 106 1 detik 100 MB10 8 108 100 detik 10 GB10 12 1012 11,57 hari 100 TB10 14 1014 3,17 tahun 10.000 TBKompleksitas BFS• Asumsi : 1 simpul = 100 bytes dankecepatan komputer = 106 simpul/detik.Depth-first search• Complete: Tidak , gagal jika state-space takterbatas (kondisi berulang), tanpabatasan kedalaman.• Optimal : Tidak• Time : bm (Masalah jika m > d)• Space : b.m (kedalaman yang linier)b : Branching factorm: Kedalaman Maximum

Page 34: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

34

Uniform Cost Search• Complete: Ya (jika b terbatas)• Optimal : Ya• Time : bd• Space : bdb : Branching factorm: Kedalaman MaximumDepth Limited Search• Complete: Ya (Jika l>d)• Optimal : Tidak• Time : bl• Space : b.lb : Branching factorm: Kedalaman Maximuml : Kedalaman cut-off

Page 35: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

35

Iterative Deepening Search• Complete: Ya• Optimal : Ya• Time : bd• Space : b.d• Maximum space sama dengan DFS.• Time complexity hampir sama dengan BFS.Bidirectional Search• Complete: Ya• Optimal : Ya• Time : bd/2• Space : bd/2b : Branching factord : Kedalaman dari solusi

Page 36: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

36

Perbandingan Strategi PencarianCriterion Breadth- Uniform Depth- Depth- Iterative Bidirectionalfirst cost first limited deepening (if applicable)Time bd bd bm bl bd b(d/2)Space bd bd bm bl bd b(d/2)Optimal? Ya Ya Tidak Tidak Ya YaComplete? Ya Ya Tidak Ya Ya Yajika l≥db : Branching factord : Kedalaman dari solusim: Kedalaman Maximuml : Kedalaman cut-offMenghindari Keadaan yang berulang• Masalah dalam proses Uninformed-Search :– Kemungkinan ada waktu terbuang karena“pengembangan” cabang.– Kemungkinan proses yang berulang

Page 37: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

37

3 Cara Menghindari Keadaan Berulang• Jangan kembali ke keadaan yang baru dilewati (dengan membuat fungsi/operator pengembang yang dapat menolak pada saat terbentuknya keadaan yang sama dengan keadaan parent).• Jangan membuat cabang dengan lingkaran didalamnya (dengan membuat fungsi/operator pengembang yang dapat menolak pada saat terbentuknya keadaan yang sama dengan ancestor).• Jangan membentuk keadaan yang pernah dibentuk sebelumnya (diperlukan memory yang dapat menyimpan setiap keadaan yang pernah dihasilkan).Constraint Satisfaction Search• Constaint Satisfaction Problem (CSP) :Suatu masalah khusus yang adanya beberapatambahan struktur diluar kebutuhan dasar darimasalah umum.• Keadaan dalam CSP didefinisikan oleh :sederetan nilai variabel dan goal test ditetapkandengan suatu batasan (constraint) yang harusdipatuhi oleh nilai variabel tersebut.

Page 38: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

38

Constraint Satisfaction Search• Jenis Batasan :– UNARY CONSTRAINT (Menyangkut 1 variabel)– BINARY CONSTRAINT (Menghubungkan 2 variabel)– HIGHER ORDER CONSTRAINT (Meliputi >=3 variabel)• Setiap variabel Vi dalam CSP mempunyai “Domain” Di, yang merupakan sekumpulan nilai yang dapat dipergunakan oleh variabel tersebut. • “Domain” dapat berupa DISKRIT atau KONTINYU.• Contoh : – Domain Kontinyu : Mendesain mobil berat– Domain Diskrit : Perakitan komponenBacktracking Search & Forward Checking• Backtracking SearchSuatu algoritma (perbaikan)yang menambahkansuatu test, sebelum melaksanakan langkahselanjutnya, yaitu test apakah ada batasan yang telah dilanggar oleh variabel yang telah disetujuisampai titik tersebut.• Forward CheckingSuatu algoritma yang melihat kedepan untukmenghindari kemungkinan tidak terpecahkan/ terselesaikannya masalah.

Page 39: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

39

Best-first Search• Best-First Search :suatu metoda dalam strategi pemecahanmasalah dengan menggunakan fungsievaluasi (evaluation function), dimananode diurutkan, sehingga hasil evaluasiterbaik (minimum cost nodes) akandikembangkan lebih dahulu.• Strategi untuk meminimumkan estimasibiaya untuk mencapai goal. Best-first Search• Kunci keberhasilan best-first search terletak di heuristic function.• Heuristic function h(n) adalah :fungsi yang menyatakan estimasi/ perkiraan cost dari n ke goal state.

Page 40: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

40

Turis di Romania• Sebuah heuristic function untuk agent turis Rumania :hSLD(n) = jarak straight-line distance dari n ke Bucharest.Turis di Romania

374

329

253

Page 41: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

41

Greedy Search• Adalah strategi BFS yang menggunakan f(n)=h(n) untukmenentukan node berikutnya yang akan dikembangkan (expand)• Greedy best-first search selalumemilih node yang kelihatannyapaling dekat ke goal (yang memilikih(n) paling kecil)Greedy SearchArad366Zerind374 Sibiu253 Timisoara329Arad366 Oradea380 Fagaras178 Rimnicu Vilcea193Sibiu253 Bucharest0

Page 42: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

42

ContohGreedy Best-First SearchSolusi yang diberikan tidak optimalSolusi yang OptimalGreedy Search• Tidak Complete• Tidak Optimal 2 21 2Ih=5Ah=3Ch=3 Bh=4Dh=1GgoalGgoalEh=21 13Greedy search akan mendapatkangoal disebelah kiri (solution cost : 7).Solusi optimal solution adalahjalur dengan goal yang disebelahkanan (solution cost : 5).Greedy search memilih yang terbaik, yang bisa saja yang terbaik secara lokal saja.

Page 43: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

43

A* Search• Metode search yang efisien dan optimal.• Idenya : menghindari node yang berada di path yang “mahal”• Kombinasi antara greedy search dan uniform-cost search.• Fungsi evaluasi : f(n) = g(n) + h(n)– g(n) = biaya perjalanan (path cost ) ke node n. – h(n) = biaya estimasi (estimated path cost) dari node n ke goal. – f(n) = Solusi biaya estimasi termurah (estimated total cost of path) node n ke goalA* Search Arad366=366+0Rimnicu Vilcea607=414+193 Craiova615=455+160 Bucharest418=418+097 138 101Sibiu591=338+253 Bucharest450=450+099 211 Craiova526=366+160 Pitesti415=317+98 Sibiu553=300+2538097146Arad646=280+366 Oradea671=291+380 Fagaras417=239+178 Rimnicu Vilcea413=220+193140 151 99 80Zerind449=75+374 Sibiu393=140+253 Timisoara447=118+32975 140 118

Page 44: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

44

A* search example3/12/2018RMJ VeCoS ITU 87A* search example3/12/2018RMJ VeCoS ITU 88

Page 45: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

45

A* search example3/12/2018RMJ VeCoS ITU 89A* search example3/12/2018RMJ VeCoS ITU 90

Page 46: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

46

A* search example3/12/2018RMJ VeCoS ITU 91A* search example3/12/2018RMJ VeCoS ITU 92

Page 47: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

47

Sifat A*• Peta Romania memperlihatkan contour padaf=380, f=400, dan f=420 (Kondisi awal Arad)IDA* (Iterative Deepening A*) Search• Kombinasi A* dan iterative deepening• Digunakan untuk mengurangi jumlahmemory yang dipakai.• Iterasi yang digunakan dengan Depth First Search yang dimodifikasi denganmenggunakan f-cost limit. • Kelemahan IDA* :Setiap contour naik satu state, waktuproses akan lebih lama

Page 48: PemecahanMasalahdengan MetodaPencarian(Searching)te.eng.maranatha.edu/wp-content/uploads/2018/02/3-Pemecahan... · Unknown state space. ... IntialState Goal State Contoh: ... space

3/12/2018

48

SMA*(Simplified Memory Bounded A*)Search• IDA* memiliki jumlah memory yang kecil, tetapi tidak dapat menyimpan“sejarah” pencarian, sehingga adakemungkinan proses pencarian yang terulang. • SMA* menggunakan semua memory yang tersedia untuk menanganipencarian. Sifat SMA*• Tidak tergantung pada memory yang tersedia.• SMA* menghindari pengulangan bagian sejauhmemory mampu menampung.• SMA* akan selesai jika memory yang tersedia cukupuntuk menyimpan jalan solusi yang terdangkal.• SMA* akan optimal, jika memory yang tersedia cukupuntuk jalan solusi optimal yang terdangkal, jika tidakmaka akan dikembalikan solusi yang terbaik yang dapat dicapai dengan memory yang tersedia.• Bila memory cukup, memungkinkan untuk seluruhpencarian tree, maka pencarian tersebut optimal danefesien.