pengukuran machine intelligence quotient · strategi ini sangat ... mengorganisasi, dan...

13
Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006 ISSN: 1412-3258 PENERAPAN SISTEM PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE QUOTIENT UNTUK DESAIN HUMAN SUPERVISORY CONTROL PADA SISTEM PENGENDALIAN REAKTOR NUKLIR Djoko Hari Nugroho Bidang Pengembangan Teknologi Keselamatan Nuklir - Pusat Pengembangan Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir – BATAN ABSTRAK Telah dikembangkan suatu metode untuk mengukur tingkat kecerdasan mesin yang disebut sebagai Machine Intelligence Quotient (MIQ) yang mendasarkan penghitungan otoritas pada pengambilan keputusan dalam 4 langkah tugas dan 10 tingkat otomasi sesuai prinsip yang dikemukakan oleh Sheridan dan Verplank. Tingkat kecerdasan ini akan bernilai penting sebagai standart tujuan desain intelligent machine yang memanifestasikan keunggulan sebuah produk dibanding produk yang lain dari segi kecerdasannya. Kemudian metode ini diimplementasikan untuk mengukur angka kecerdasan pada desain human supervisory control untuk mengelola pengendalian reaktor nuklir. Makalah ini membahas konsep human supervisory control pada reaktor nuklir yang merupakan kolaborasi antara manusia dan pengendalian otomatik. Strategi ini sangat bermanfaat untuk memprediksi tingkat otonomi sistem. Strategi ini akan diterapkan pada kolaborasi manusia-mesin pengendalian reaktor nuklir sistem supervisory control dengan pendekatan skilled-based task. Dari keempat task pada aliran task dapat dihitung dan disimpulkan bahwa nilai kecerdasan mesin (MIQ) sistem tersebut adalah 30 untuk skala 4 sampai dengan 40. Kata kunci: otoritas, Machine Intelligence Quotient (MIQ), human supervisory control, reaktor nuklir ABSTRACT A strategy for measuring the Machine Intelligence Quotient (MIQ) has been developed based on authority approach for decision making in 4 sequences operation task and 10 scale degrees of automation presented by Sheridan and Verplank. The index of machine intelligence is important for design goals to manifest the intelligence superiority among products. The method will then be implemented to human supervisory control of nuclear reactor in which humans interact with complex dynamic systems, mediated through various levels of automation. This paper described Sheridan’s human supervisory control concept for nuclear reactor which collaborates between human and autonomous control. The strategy is mostly beneficial for predicting the autonomy level of the system. Moreover the strategy is implemented for the human-machine collaboration in the skilled- based task approach of nuclear reactor control. It can be concluded that MIQ system is 30 from the scale of 4 up to 40. Key words: authority, Machine Intelligent Quotient (MIQ), human supervisory control, nuclear reactor 511

Upload: nguyenthuy

Post on 30-Jul-2018

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE QUOTIENT · Strategi ini sangat ... mengorganisasi, dan mengkonversi dari data ke ... Tingkat dimana manusia memiliki tanggung jawab untuk memulai

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006 ISSN: 1412­3258

PENERAPAN SISTEM PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE 

QUOTIENT UNTUK DESAIN HUMAN SUPERVISORY CONTROL PADA 

SISTEM PENGENDALIAN REAKTOR NUKLIR 

Djoko Hari NugrohoBidang Pengembangan Teknologi Keselamatan Nuklir ­

Pusat Pengembangan Teknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir – BATAN 

ABSTRAK

Telah   dikembangkan   suatu   metode   untuk   mengukur   tingkat   kecerdasan   mesin   yang disebut sebagai  Machine Intelligence Quotient (MIQ)  yang mendasarkan penghitungan otoritas  pada pengambilan keputusan dalam 4  langkah  tugas dan 10  tingkat  otomasi sesuai prinsip yang dikemukakan oleh Sheridan dan Verplank. Tingkat kecerdasan ini akan   bernilai   penting   sebagai   standart   tujuan  desain   intelligent   machine  yang memanifestasikan   keunggulan   sebuah   produk   dibanding   produk   yang   lain   dari   segi kecerdasannya.   Kemudian   metode   ini   diimplementasikan   untuk   mengukur   angka kecerdasan   pada   desain   human  supervisory   control  untuk   mengelola   pengendalian reaktor nuklir.  Makalah ini membahas konsep human  supervisory control  pada reaktor nuklir yang merupakan kolaborasi antara manusia dan pengendalian otomatik. Strategi ini sangat   bermanfaat   untuk   memprediksi   tingkat   otonomi   sistem.   Strategi   ini   akan diterapkan   pada   kolaborasi   manusia­mesin   pengendalian   reaktor   nuklir   sistem supervisory control dengan pendekatan skilled­based task. Dari keempat task pada aliran task dapat dihitung dan disimpulkan bahwa nilai kecerdasan mesin (MIQ) sistem tersebut adalah 30 untuk skala 4 sampai dengan 40.

Kata   kunci:   otoritas,  Machine   Intelligence   Quotient   (MIQ),  human   supervisory control, reaktor nuklir

ABSTRACTA strategy for measuring the Machine Intelligence Quotient (MIQ) has been developed  based on authority approach for decision making in 4 sequences operation task and 10  scale degrees of automation presented by Sheridan and Verplank. The index of machine  intelligence is important for design goals to manifest the intelligence superiority among products. The method will then be implemented to human supervisory control of nuclear  reactor   in   which  humans   interact   with   complex   dynamic   systems,  mediated   through various levels of automation. This paper described Sheridan’s human supervisory control  concept for nuclear reactor which collaborates between human and autonomous control.  The   strategy   is   mostly   beneficial   for   predicting   the   autonomy   level   of   the   system.  Moreover the strategy is implemented for the human­machine collaboration in the skilled­based task approach of nuclear reactor control. It can be concluded that MIQ system is  30 from the scale of 4 up to 40.

Key   words:   authority,   Machine   Intelligent   Quotient   (MIQ),   human   supervisory  control, nuclear reactor

511

Page 2: PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE QUOTIENT · Strategi ini sangat ... mengorganisasi, dan mengkonversi dari data ke ... Tingkat dimana manusia memiliki tanggung jawab untuk memulai

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006 ISSN: 1412­3258

PENDAHULUAN

Otomatisasi   secara   mekanik   dimulai   dengan   adanya   revolusi   industri. 

Otomatisasi   telah   mengubah   banyak   desain   sistem   dari   manual   menjadi   otomatik 

ataupun semiotomatik. Dewasa ini sistem otomatik telah berkembang dari otomatik hanya 

secara mekanik saja menjadi gabungan antara otomatik secara mekanik dan informatika, 

misalnya pada sistem kendali pesawat terbang. 

Isu akan berbagai kecelakaan yang terjadi dan disebabkan oleh permasalahan 

kesalahan manusia (human error) telah meningkatkan tuntutan akan penggunaan sistem 

otomatik tingkat lanjut. Penggunaan berbagai macam sistem kontrol otomatik pada sistem 

yang peka terhadap keselamatan seperti  misalnya pesawat terbang telah menurunkan 

angka   kecelakaan.  Namun   tampaknya   pendekatan   dari   segi   rekayasa   belum   dapat 

memberikan solusi yang optimistik terhadap permasalahan keselamatan sistem. Peristiwa 

kecelakaan antara lain pesawat Airbus A320 di Strassbourg, Perancis pada tahun 1992 

dan di  Warsawa,  Polandia  pada  tahun 1993 menunjukkan bahwa konsep otomatisasi 

kontrol tidak dapat menyelesaikan semua permasalahan. Ternyata manusia masih tetap 

memiliki peran yang amat penting. 

Human supervisory control dimana manusia berinteraksi dengan sistem dinamik 

kompleks   melalui   berbagai   tingkat   otomasi.  Human   supervisory   control  menjelaskan 

bagaimana   manusia   berinteraksi   dengan   sistem   otomasi   dengan   kompleksitas   yang 

bermacam­macam   yang   menunjukkan   proses   pengambilan   keputusan   dalam   sistem 

manusia­mesin, dan bagaimana sistem otomatik dapat didesain dengan memperhatikan 

kekuatan dan kelemahan manusia.

Pada  makalah   ini   dilakukan  pengembangan  dan  penerapan  konsep  Machine 

Intelligence Quotient (MIQ) yang mendasarkan penghitungan otoritas pada pengambilan 

keputusan   dalam   4   langkah   tugas   dan   10   tingkat   otomasi   sesuai   prinsip   yang 

dikemukakan oleh Sheridan dan Verplank. Dari segi komersial,  indeks seperti  ini akan 

bernilai penting sebagai standar tujuan desain intelligent machine. Tingkat kecerdasan ini 

akan   bernilai   penting   sebagai   standar   tujuan   desain  intelligent   machine  yang 

memanifestasikan   keunggulan   sebuah   produk   dibanding   produk   yang   lain   dari   segi 

kecerdasannya.

Bien dan Kim dalam Park[1]  memperkenalkan machine intelligence quotient (MIQ) 

dan mengukurnya dengan menggunakan dua metode yaitu metode ontologis dan metode 

fenomenologis.   Hee­Jun   Park   mengusulkan   penggunaan   model   kerjasama   manusia­

mesin   (man­machine   cooperation)   dan   ITG   (intelligence   task   graph)   sebagai   alat 

512

Page 3: PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE QUOTIENT · Strategi ini sangat ... mengorganisasi, dan mengkonversi dari data ke ... Tingkat dimana manusia memiliki tanggung jawab untuk memulai

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006 ISSN: 1412­3258

pemodelan  dan penganalisis  untuk  mengukur  kecerdasan  mesin  secara  kongkrit  dan 

bukan hanya berupa konsep teoritik seperti pada makalah sebelumnya [1]. 

Perhitungan   kecerdasan  mesin   seperti   yang   dilakukan   Hee­Jun   Park   di   atas 

hanya   menunjukan   pembagian   implementasi   tugas   berdasarkan   aliran   tugas,  namun 

tidak   menunjukkan   tingkat   kecerdasan   mesin   yang   direpresentasikan   oleh   tingkat 

kepercayaan dan otoritas untuk melakukan tugas penting. Berdasarkan asumsi bahwa 

makin cerdas suatu mesin maka makin layak diberi otoritas untuk melakukan otomasi, 

maka pengukuran MIQ pada makalah ini didasarkan pada sepuluh tingkat otomasi sesuai 

Sheridan dan Verpank dimana  pada tingkat terendah menunjukkan empat langkah aliran 

tugas   semuanya   dilakukan   oleh   manusia,   sedangkan   pada   tingkat   tertinggi   semua 

langkah tugas dilakukan oleh mesin  [2]  . Ke empat langkah urutan aliran tugas tersebut 

adalah (a) akusisi informasi, (b) analisis dan kemudian ditampilkan, (c) menentukan aksi, 

serta (d) melakukan aksi. 

Untuk selanjutnya metode penghitungan MIQ yang berdasarkan tingkat otonomi 

mesin tersebut akan diimplementasikan untuk menghitung tingkat kecerdasan kolaborasi 

manusia­mesin pada sistem pengendalian pada reaktor nuklir. Untuk artifak skala besar 

(large scale artifacts) yang kompleks seperti  misalnya reaktor nuklir,  indeks pada MIQ 

dimaksudkan untuk meningkatkan kemampuan untuk merespon peristiwa­peristiwa yang 

tidak diantisipasi sebelumnya pada lingkungan yang tidak pasti.  

TEORI

Teknik Pengukuran MIQ Berdasarkan Pendekatan Otoritas

Machine   intelligence  dapat   didefinisikan   sebagai   proses   untuk   menganalisa, 

mengorganisasi,   dan   mengkonversi   dari   data   ke   pengetahuan.  Pengetahuan   dapat 

didefinisikan   sebagai   informasi   terstruktur   yang   diambil   dan   diaplikasikan   untuk 

menghilangkan   pengabaian   dan   ketidak   pastian   (uncertainties)   yang   terjadi   pada 

intelligent  machine.  Intelligent  machine  dapat  dijelaskan sebagai  mesin yang didesain 

untuk   menyelesaikan   tugas­tugas   antropomorfik   namun   memiliki   interaksi   minimum 

dengan operator manusia. 

MIQ  adalah   indeks  yang  dimaksudkan  untuk  memprediksi   kecerdasan  mesin 

pada   suatu   instalasi.   Artinya   suatu   mesin   akan   dinilai   lebih   cerdas   jika   untuk 

mengoperasikan mesin tersebut diperlukan jumlah operator kualifikasi bukan ahli (novice) 

yang semakin banyak bila dibandingkan dengan mesin semula. 

Untuk artifak skala besar (large scale artifacts) yang kompleks seperti misalnya 

reaktor nuklir, indeks pada MIQ dimaksudkan untuk meningkatkan kemampuan merespon 

513

Page 4: PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE QUOTIENT · Strategi ini sangat ... mengorganisasi, dan mengkonversi dari data ke ... Tingkat dimana manusia memiliki tanggung jawab untuk memulai

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006 ISSN: 1412­3258

peristiwa­peristiwa yang tidak diantisipasi sebelumnya pada lingkungan yang tidak pasti. 

Dengan kata lain, MIQ dapat juga memiliki arti ukuran otonomi dan performansi untuk 

peristiwa­peristiwa yang tidak diantisipasi sebelumnya.

Beberapa   pendapat   menyatakan   bahwa   faktor­faktor   yang   melingkupi 

kecerdasan suatu  mesin   terkait  dengan kemampuan belajar,  adaptibilitas,   robustness, 

reliabilitas, diagnosis kegagalan, kreativitas, kemudahan antarmuka bagi pengguna (user  

interface easiness),  pemrosesan  informasi,  dan penyelesaian masalah.  Namun faktor­

faktor tersebut tidaklah independen dan saling tindih antara faktor yang satu dengan yang 

lain, sehingga tidaklah mudah mengukur kecerdasan sebuah mesin dengan bersandar 

pada faktor­faktor tersebut.

Pada sistematika aliran data ataupun tugas, dapat dinyatakan bahwa grafik aliran 

data (GAL) adalah Gd(V,E) dimana titik simpul V = {vi;   i  = 1,2,3, …, n) dalam bentuk 

korespondensi berurutan antara masing­masing tugas. Urutan tugas ini ditunjukkan oleh 

korespondensi antara akuisisi informasi, analisis dan kemudian ditampilkan, menentukan 

aksi, dan kemudian melakukan aksi seperti yang disampaikan oleh Sheridan  [3]  sesuai 

diagram blok pada Gambar 1. 

Gambar 1. Empat Tingkat Tugas pada Hubungan antara Manusia­Mesin[3]

Dalam metode penghitungan MIQ ini kecerdasan mesin dan kecerdasan manusia 

direpresentasikan   dalam   model   pengambilan   keputusan   (decision   making)   dengan 

memperhatikan prinsip otoritas. Artinya sub sistem yang memiliki kecerdasan lebih baik 

diberi kepercayaan untuk melakukan lebih banyak aksi pengambilan keputusan. Hal ini 

dilakukan  karena  model  pengambilan  keputusan sangat  menentukan  kredibilitas  hasil 

eksekusi  akhir  oleh  sistem.  Dalam kaitannya  dengan  kolaborasi  manusia  dan  mesin, 

maka tingkat kepercayaan ini direpresentasikan dalam[3] :

a). Tingkat   spesifisitas   yang   diperlukan   manusia   untuk   memberi   masukan   yang 

diinginkan  ke mesin,

b). Tingkat   spesifisitas   dimana   mesin   mengkomunikasikan   alternatif   keputusan   atau 

pertimbangan rekomendasi dengan manusia,

c). Tingkat   dimana   manusia   memiliki   tanggung   jawab   untuk   memulai   implementasi 

tindakan,

d). Waktu dan rincian umpanbalik ke manusia setelah mesin melakukan aksi dan lain 

lain.

514

akusisi informasi (T1)

analisis & kemudian ditampilkan (T2)

menentukan aksi (T3)

melakukan aksi(T4)

Page 5: PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE QUOTIENT · Strategi ini sangat ... mengorganisasi, dan mengkonversi dari data ke ... Tingkat dimana manusia memiliki tanggung jawab untuk memulai

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006 ISSN: 1412­3258

Keempat   aspek   di   atas   diimplementasi   secara   jelas   dalam   sepuluh   tingkat 

kolaborasi antara manusia dan mesin sesuai Sheridan dan Verplank [2] :

1. Tak ada bantuan komputer, manusia harus mengerjakan semuanya.

2. Komputer menyajikan sekumpulan lengkap alternatif tindakan, 

3. Komputer mempersempit pilihan tindakan, dan

4. Komputer memilih satu pilihan tindakan, dan

5. Komputer mengeksekusi pilihan tersebut jika disetujui manusia, 

6. Komputer   mengijinkan   manusia   dengan   waktu   terbatas   untuk   melakukan   veto 

sebelum eksekusi otomatik, 

7. Komputer   mengeksekusi   secara   otomatik,   kemudian   memberitahukannya   kepada 

manusia,

8. Komputer mengeksekusi secara otomatik, kemudian memberitahu manusia setelah 

eksekusi hanya kalau ditanyakan, 

9. Komputer   mengeksekusi   secara   otomatik,   kemudian   hanya   menginformasikan 

kepada manusia jika computer memutuskannya, dan

10. Komputer memutuskan semuanya dan melakukan tindakan secara otonomi dengan 

mengabaikan peran manusia.

Pengukuran   dilakukan   dengan   mendefinisikan  task   set  T   yang   menunjukkan 

peristiwa aliran urutan tugas, dimana Tj ={T1, T2, …, Tn) dan j = 1, 2, …, n. Sedangkan 

kesepuluh   tingkat  kolaborasi   menunjukkan  task   intelligence   cost  yang  didefinisikan 

sebagai   i = {K1, K2, …,  m}, dimana i = 1, 2, …, m. Dengan membuat matriks antara T 

dan K, maka dapat dibuat matriks M :

=

nmm

n

n

TKTK

TKTKTK

TKTKTK

M

..................

....

....

....

...........

.....

1

22212

12111

Catatan : K1 menunjukkan bahwa harga  = 1

Didefinisikan bahwa kecerdasan untuk sistem secara keseluruhan adalah OIQ 

(Overall   Intelligence  Quotient),   kecerdasan  manusia   adalah   HIQ   (Human   Intelligence 

515

Page 6: PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE QUOTIENT · Strategi ini sangat ... mengorganisasi, dan mengkonversi dari data ke ... Tingkat dimana manusia memiliki tanggung jawab untuk memulai

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006 ISSN: 1412­3258

Quotient),   dan   kecerdasan   mesin   adalah   MIQ   (Machine   Intelligence   Quotient).   Bila 

kecerdasan mesin didefinisikan sebagai kapabilitas mesin dalam mengendalikan sistem 

yang artinya merupakan kontribusi otoritas mesin terhadap pengendalian sistem secara 

keseluruhan, maka kecerdasan mesin (Machine Intelligence Quotient) atau MIQ dapat 

dihitung   dengan   menggunakan   formulasi   penjumlahan   antara   bobot   pelaksanaan 

masing­masing task sebagai berikut :

∑=

=n

iiTMIQ

1

 κ

dimana   menunjukkan nilai otomasi untuk setiap tahapan tugas yang memiliki 

nilai antara 1 sampai 10 bila mengacu pada Sheridan dan Verplank[4]

Bila definisi kecerdasan dalam permasalahan ini terkait dengan kapabilitas dalam 

mengendalikan sistem, maka kecerdasan manusia (HIQ) dapat diformulasikan sebagai 

kecerdasan   yang   diperlukan   manusia   untuk   menyelesaikan   semua   tugas   dalam 

pengendalian sistem sesuai formulasi berikut :

  ∑∑∑===

++=n

iimh

n

iihm

n

ii TcTcTHIQ

111

 κ

dimana :

nilai  = 1 , 

chm menunjukkan tingkat (nilai) kompleksitas transfer data dari manusia ke mesin 

melalui peralatan yang digunakan (keyboard, layar, panel, dan sebagainya)

cmh  adalah   tingkat   (nilai)   kompleksitas   transfer   data   dari   mesin   ke   manusia 

melalui peralatan yang digunakan (keyboard, layar, panel, dan sebagainya)

Sedangkan tingkat kecerdasan sistem secara keseluruhan dapat dihitung dengan cara 

menjumlahkan kecerdasan mesin dan kecerdasan manusia sebagai berikut :

OIQ = MIQ + HIQ

DESAIN HUMAN SUPERVISORY CONTROL PADA REAKTOR NUKLIR

Tingkat otonomi kolaborasi manusia dengan sistem kontrol autonomous menurut 

Sheridan   dan   Verplank   dapat   dijabarkan   dalam   sepuluh   tingkat.  Pada   tingkat   paling 

rendah manusia mutlak mengendalikan semua pekerjaan, sedangkan pada tingkat paling 

tinggi  semua pekerjaan dilakukan oleh komputer/robot dan manusia (human operator) 

tidak melakukan apapun. Tingkat antara kedua ekstrim mengimplementasikan kolaborasi 

516

Page 7: PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE QUOTIENT · Strategi ini sangat ... mengorganisasi, dan mengkonversi dari data ke ... Tingkat dimana manusia memiliki tanggung jawab untuk memulai

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006 ISSN: 1412­3258

antara   manusia   dan  mesin   dalam   konteks  supervisory   control  dimana   pelaksananya 

adalah manusia atau dapat disebut sebagai human supervisory control.

Human   supervisory   control  terkait   dengan   interaksi   antara   manusia   dengan 

sistem otomatik berbagai kompleksitas, proses pengambilan keputusan seperti apa yang 

dihadapi pada sistem manusia­mesin yang kompleks, dan bagaimana sistem otomatik 

dapat didesain untuk mengoptimalisasikan kekuatan dan kelemahan manusia. Dalam hal 

ini menurut Sheridan kekuatan manusia terletak pada kemampuannya dalam mengenali 

pola,   inferensi,   asimilasi   data,   adaptasi,   intuisi,   judgement,   moralitas.   Sedangkan 

kelemahan   manusia   terletak   pada   keterbatasan   dalam   kelambatan   waktu   respons, 

bandwidth, data masukan, kognitif, kinerja yang tidak konsisten, kebosanan/kejenuhan, 

endurance, biaya mahal, perlu akan pelatihan, perlu akan dukungan hidup.

Pada dasarnya  human  supervisory control  diinginkan untuk mengurangi jumlah 

staf   sehingga   perlu   meningkatkan   kompleksitas   dinamika   pengendalian   instalasi[2]. 

Human  supervisory   control  merupakan   kerangka   untuk   mengintegrasikan   pengendali 

instalasi  berbasis  algoritma dengan modul  pengambilan  keputusan pada  tingkat  yang 

lebih tinggi. Tingkat lebih tinggi ini ditunjukkan oleh hierarkhi fungsional dimana sistem 

pengendalian   penyelia   manusia   memiliki   kemampuan  autonomous  pada   saat 

mengakomodasi  pendekatan analitik  yang dilakukan oleh operator  manusia  dan perlu 

mengetahui kondisi instalasi. 

Menurut W. Verplank, model  supervisory control  dinyatakan oleh empat  lokus, 

yaitu : (1) model mental, (2) representasi tampilan, (3) konfigurasi pengendalian, dan (4) 

model komputer. 

Gambar 2. Model Supervisory Control (dari W. Verplank)

Distribusi tugas antara manusia dengan mesin dinyatakan pada Tabel 1 dimana 

dalam hal ini diterapkan pada ruang kendali suatu reaktor nuklir.

517

Page 8: PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE QUOTIENT · Strategi ini sangat ... mengorganisasi, dan mengkonversi dari data ke ... Tingkat dimana manusia memiliki tanggung jawab untuk memulai

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006 ISSN: 1412­3258

Tabel 1. Distribusi Peran dalam Interaksi Manusia­Mesin [2]

Manusia

Sistem Otomatis

Sistem instrumentasi dan pengendalian pada suatu reaktor nuklir memiliki tiga 

fungsi, yaitu (a) melakukan pengawasan terhadap parameter­parameter reaktor, sehingga 

dapat mengetahui informasi yang diperlukan secara akurat untuk menjamin keselamatan 

dan efisiensi operasi reaktor, (b)  dalam kondisi operasi normal akan dapat melaksanakan 

pengendalian secara otomatik, sehingga memungkinkan operator untuk mengawasi dan 

mengobservasi perilaku instalasi, (c) sistem keselamatan instrumentasi dan kendali akan 

melindungi instalasi dan konsekuensi kesalahan yang dilakukan oleh operator ataupun 

system   kendali   otomatik.   Dalam   keadaan   abnormal,   maka   sistem   instrumentasi   dan 

kendali reaktor akan dapat dengan cepat melakukan tindakan otomatik untuk melindungi 

instalasi dan lingkungan dari bahaya [4]. 

Sistem kendali otomatik untuk reaktor nuklir generasi maju cenderung dilakukan 

secara penuh dengan didukung oleh struktur proteksi berdasarkan strategi  defence­in­

depth  disertai   diversifikasi   fungsi.   Strategi   ini   diterapkan   dengan   teknik   digital   dan 

terdistribusi.   Kapabilitas   sistem   untuk   mengikuti   beban   (load­following)   akan 

dioptimasikan  oleh  operator   instalasi  atau  pengendali.  Namun  reaktor  nuklir   generasi 

yang beroperasi saat ini dikendalikan dengan berbagai tingkat otomatik. Kesetimbangan 

antara penggunaan tindakan secara otomatik atau manual di dalam sistem pengendalian 

reaktor nuklir tergantung dari beberapa faktor yang saling berkaitan satu sama lain antara 

lain faktor teknologi, ergonomi, sosial, ekonomi, dan keselamatan seperti tampak pada 

Gambar 3. Untuk skilled­based task pada sistem supervisory control suatu reaktor nuklir 

diperlukan operator manusia untuk memperhatikan beberapa hal misalnya apa yang akan 

terjadi   pada   instalasi,   pengawasan   sistem,   atau   jika   diperlukan   intervensi   untuk 

melakukan perubahan. 

518

Pengambilan Keputusan

Persepsi/ Working memory

Pemrosesan sinyal dari sensor

Pemilihan Tanggapan

Pemilihan Keputusan & 

Tindakan

Analisis Informasi

Akusisi Informasi

Implemen­tasi 

Tindakan

Page 9: PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE QUOTIENT · Strategi ini sangat ... mengorganisasi, dan mengkonversi dari data ke ... Tingkat dimana manusia memiliki tanggung jawab untuk memulai

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006 ISSN: 1412­3258

Gambar 3. Faktor­faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan antara 

   Tindakan Otomatik atau Manual [4]

METODOLOGI

Untuk   menghitung   MIQ   berdasarkan   pendekatan   otoritas   seperti   yang   telah 

dikembangkan pada penelitian di atas, maka dapat dilakukan langkah­langkah sebagai 

berikut :

1. Mendefinisikan sistem

2. Mendeskripsikan sistematika tugas T dalam urutan penyelesaian masalah

3. Mengklasifikasikan nilai otonomi   untuk setiap tahap urutan tugas.

4. Memprediksi nilai kompleksitas antar muka chm dan cmh

5. Menghitung OIQ, HIQ atau MIQ 

Penghitungan nilai (index) MIQ dilakukan secara analitik berdasarkan sistematika 

langkah di  atas.  Pada penelitian  ini,   teknik pengukuran MIQ berdasarkan pendekatan 

otoritas   akan   diimplementasikan   pada   kasus   untuk   menghitung   kecerdasan   sistem 

pengendalian reaktor nuklir.

HASIL YANG DIPEROLEH DAN PEMBAHASAN

Jika  MIQ metode  di  atas  dipergunakan  untuk  menghitung  kecerdasan  sistem 

pengendalian reaktor nuklir yang berbasiskan skilled­based task pada sistem supervisory 

control, maka dapat dinyatakan bahwa T = 4, dan urutan T menunjukkan bobot nilai yang 

sama dan dapat diberi nilai 1. Sedangkan urutan K yang direpresentasi oleh K1 sampai 

dengan K10  menunjukkan bobot nilai 1 sampai dengan 10, atau harga    dari 1 sampai 

dengan 10 sesuai 10 tingkat otomatik versi Sheridan dan Verplank. 

519

Page 10: PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE QUOTIENT · Strategi ini sangat ... mengorganisasi, dan mengkonversi dari data ke ... Tingkat dimana manusia memiliki tanggung jawab untuk memulai

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006 ISSN: 1412­3258

Pada   kasus   ini   tingkat   kompleksitas   antar   muka   antara   manusia   dan   mesin 

diabaikan, dalam arti tidak terjadi kesulitan dalam antar muka karena semua perubahan 

antar muka dilakukan sepenuhnya oleh manusia. 

Dengan demikian, matriks M dapat dituliskan sebagai berikut :

=

410110

422212

412111

..............................

................

TKTK

TKTKTK

TKTKTK

M

Analisis  sistematika  aliran  tugas oleh sistem sesuai  dapat  dijabarkan  sebagai 

berikut :

T1 : Akusisi data dilakukan oleh mesin (harga    = 10)

T2 : Analisis data dilakukan oleh mesin (harga   = 10)

T3 : Pada pengambilan keputusan, maka sistem kendali akan mengeksekusi pilihan 

   tersebut jika disetujui manusia. Artinya harga   = 5.

T4 : Pada tingkat implementasi, maka sistem kendali akan mengeksekusi pilihan

    tersebut jika disetujui manusia. Artinya harga   = 5.

Dengan demikian MIQ untuk kolaborasi manusia­mesin untuk kasus di atas 

dapat dihitung sebagai berikut :

∑=

=+++==n

iiTMIQ

1

30551010 κ

Tingkat   kecerdasan  mesin  di   atas   adalah   tinggi  mengingat  bahwa   jika   semua   tugas 

dalam sistematika proses dilakukan oleh manusia, maka angka MIQ = 4. Sedangkan bila 

semua tahap urutan tugas dilakukan sepenuhnya oleh mesin tanpa pengawasan sama 

sekali dari manusia (full autonomous), maka nilai kecerdasan mesin adalah 40. 

Dapat  dinyatakan bahwa tingkat  kecerdasan mesin untuk kolaborasi  manusia­

mesin untuk sistem pengendalian reaktor nuklir yang berbasiskan skilled­based task pada 

sistem supervisory control di atas adalah 30 dari skala 4 sampai dengan 40.

KESIMPULAN 

Telah dikembangkan suatu metode untuk mengukur  tingkat kecerdasan mesin 

yang   disebut   sebagai  Machine   Intelligence   Quotient   (MIQ)  yang   mendasarkan 

520

Page 11: PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE QUOTIENT · Strategi ini sangat ... mengorganisasi, dan mengkonversi dari data ke ... Tingkat dimana manusia memiliki tanggung jawab untuk memulai

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006 ISSN: 1412­3258

penghitungan   otoritas   pada   pengambilan   keputusan   dalam   alur   tugas   (task)   sesuai 

Sheridan dan sepuluh tingkat kolaborasi antara manusia dan mesin sesuai Sheridan dan 

Verplank.   Untuk   selanjutnya   metode   ini   diimplementasikan   untuk   mengukur   angka 

kecerdasan pengendalian reaktor nuklir yang berbasiskan skilled­based task pada sistem 

supervisory control. Dari keempat tugas pada aliran tugas, dapat dinyatakan bahwa nilai 

kecerdasan sistem pengendalian reaktor nuklir tersebut adalah 30 dalam skala antara 4 

dan 40.  Dengan cara penghitungan MIQ menggunakan pendekatan otoritas diharapkan 

tingkat superioritas suatu mesin cerdas dapat diketahui.

521

Page 12: PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE QUOTIENT · Strategi ini sangat ... mengorganisasi, dan mengkonversi dari data ke ... Tingkat dimana manusia memiliki tanggung jawab untuk memulai

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006 ISSN: 1412­3258

DAFTAR PUSTAKA

[1] PARK, H.J., KIM, B.K., LIM, K.Y. “Measuring the Machine Intelligence Quotient (MIQ) 

of Human­Machine Cooperative Systems”. IEEE Transaction on Systems, Man, and 

Cybernetics­Part A: Systems and Humans, Vol. 31, No. 2, March 2001. 

[2] HANSMAN,   R.J.,   CUMMINGS,   M.”Human   Supervisory   Control   of   Automated 

Systems”. Bahan kuliah. MIT. 2006.

[3] SHERIDAN, T.B. “Rumination on Automation”, 1998. IFAC­MMS. Kyoto. 1998. 

[4] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, TECHNICAL REPORTS SERIES No. 

387.   “Instrumentation   and   Control   for   Nuclear   Power   Plants:   A   Guidebook”. 

Vienna.1999

522

Page 13: PENGUKURAN MACHINE INTELLIGENCE QUOTIENT · Strategi ini sangat ... mengorganisasi, dan mengkonversi dari data ke ... Tingkat dimana manusia memiliki tanggung jawab untuk memulai

Seminar Keselamatan Nuklir 2 – 3 Agustus 2006 ISSN: 1412­3258

DISKUSI DAN TANYA JAWAB

Penanya: Prasuadi ( PTBIN BATAN )

Pertanyaan:

a.Apa kelebihan MIQ ini dengan model lainnya?

Jawaban:

a.Model   sebelumnya   seperti   yang   dikembangkan   oleh   Hee   –   Jun   Park   hanya 

menunjukkan  implementasi   tugas (tosk)  berdasarkan aliran  tugas,  namun konsep 

MIQ   yang   dikembangkan   dalam   penelitian   ini   lebih   ke   representasi   tingkat 

kepercayaan dan  otoritas  untuk  melakukan  tugas penting  sehingga sangat   tinggi 

kontribusinya   jika   diterapkan   pada   instansi   yang   bersifat   safety   critical   dimana 

otoritas   diperlukan   melakukan  decision   making   action.   Model   ini   juga   sudah 

mengatisipasi pengaruh lingkungan yang tidak pasti (Uncertanity Environment).

Penanya: Hendayun ( PTNBR BARAN )

Pertanyaan: 

a.Klasifikasikan nilai untuk tindak lanju?

Jawaban:

a.Usul  yang  bagus,   konsep  dapat  dikembangkan  dengan mengklasifikasikan  nilai 

pada 2 kelompok besar:

Intelegent : nilai MIQ ≥ 20

Non intelegent : nilai MIQ ‹ 20

523