Pertemuan 2Kecerdasan BuatanMasalah, 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

langkah-langkah 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 AgentFunction Simple-Problem-Solving-Agent(percept) return an action

Input : percept //a perceptStatic : seq //an action sequence, initially emptystate //some description of the current world stategoal //a goal, initially nullproblem //a problem formulation

State Update-State(state, percept)If seq is empty then dogoal 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 problem-solving

▫ 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

9. (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

11. (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.

Solusi untuk Water Jug Problem

Jumlah galondalam jug 4

galon

Jumlah galon dalam jug 3

galon Aturan yangdilakukan

0 0

0 3 2

3 0 9

3 3 2

4 2 7

0 2 5 atau 12

2 0 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 aturan-aturan 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 metoda-metoda 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 popi_aprilia@yahoo.com•Laporan dikumpulkan sabtu depan

tanggal 9 oktober 2010