Teknik Pengembangan AI

A.      Movement

Komputer sebagai alat untuk pemindahan data yaitu untuk  pemindahan data yang telah dibuat dan akan bisa membuka kembali file yang telah kita buat dengan cara mengcopy paste file yang telah kita buat. Contohnya dari keyboard ke layar monitor. Dalam game, movement adalah metode yang menekankan konsep gerak tubuh, meliputi konsep kesadaran tubuh, konsep usaha, konsep ruang, dan konsep keterhubungan.

B.      Pathfinding

Path finding merupakan metode yang sangat dibutuhkan pada berbagai game, terutama game 3D. Path finding digunakan untuk menentukan arah pergerakan suatu objek berdasarkan keadaan lokasi dan object disekitarnya dari suatu titik ke titik lain. Pathfinding merupakan cara untuk mendapatkan rute antara dua buah point, beberapa agoritma yang dapat diterapkan antara lain brute force, BFS, DFS.

C.      Pengambilan Keputusan

Pengambilan keputusan adalah suatu proses pemilihan dari berbagai alternatif baik kualitatif maupun kuantitatif untuk mendapat suatu alternatif terbaik guna menjawab masalah atau menyelesaikan konflik (pertentangan).

Proses penurunan keputusan,terdapat 4 unsur,antara lain :

• Model : Model menunjukkan gambaran suatu rnasalah secara kuantitatif atau kualitatif.
• Kriteria: Kriteria yang dirumuskan menunjukkan tujuan dari keputusan yang diambil. Jika terdapat beberapa kriteria yang saling bertentangan, maka pengambilan keputusan harus melalui kompromi (misalnya menambah jasa langganan dan mengurangi persediaan, maka keputusan mana yang diambil perlu kompromi).
• Pembatas: Faktor-faktor tambahan yang perlu diperhatikan dalam memecahkan masalah pengambilan keputusan. Misalnya dana yang kurang tersedia.
• Optimalisasi: Apabila masalah keputusan telah diuraikan dengan sejelas jelasnya, maka manajer menentukan apa yang diperlukan (kriteria) dan apa yang diperbolehkan (pembatas). Pada keadaan ini pengambil keputusan siap untuk memilih pemecahan yang terbaik atau yang optimal.

Proses pengambilan keputusan terbagi 3,yaitu..

a.       Penyelidikan: Mempelajari lingkungan atas kondisi yang memerlukan keputusan. Data mentah diperoleh, diolah, dan diuji untuk dijadikan petunjuk yang dapat mengidentifikasi persoalan.

b.       Perancangan: Mendaftar, mengembangkan, dan menganalisis arah tindakan yang mungkin. Hal ini meliputi proses-proses untuk memahami persoalan, menghasilkan pemecahan, dan menguji kelayakan pemecahan tersebut.

c.       Pemilihan: Memilih arah tindakan tertentu dari semua yang ada. Pilihan ditentukan dan dilaksanakan.

D.      Taktik dan Strategi dalam AI

AI(Artificial Intelligence) dalam game biasanya memiliki kecepatan dalam taktik bermain sehingga mengharuskan pemain untuk berfikir lebih cepat untuk menyusun strategi terbaik agar dapat memperoleh skor yang maksimal. Kecerdasan buatan merupakan kecerdasan yang ditujukan oleh suatu entitas buatan, yang diciptakan dan diterapkan kedalam sebuah mesin (komputer) sehingga dapat melakukan perbuatan seperti manusia. Strategi dalma gamepun bervariasi. Salah satunya adalah dalam game Othello yaitu strategi bermain reversy, sperti jumlah pin, penguasaan sudut/x-square/c-square, jumlah pin stabil, mobility, jumlah pin tepi, parity, dan pola sisi/sudut.

E.       Pembelajaran

Machine learning adalah teknik AI yang berkaitan dengan pembelajaran data dan menggunakannya untuk memprediksi informasi yang ada di dunia. Machine learning dibangun dengan menggunakan algoritma. Rangkaian instruksi ini akan menyelesaikan suatu permasalahan. Contoh algoritma yang dimaksud adalah decision tree learning dan association rule learning.Namun, algoritma machine learning yang berperan dalam kehidupan di dunia adalah jaringan saraf buatan, suatu teknik yang terinspirasi oleh cara kerja neuron otak manusia.

Kecerdasan Buatan dan Permainan

Kecerdasan Buatan dan Permainan (AI and Games)

Kecerdasan Buatan vs. Game AI

Kecerdasan Buatan atau kecerdasan yang ditambahkan kepada suatu sistem yang bisa diatur dalam konteks ilmiah atau Intelegensi Artifisial (bahasa Inggris: Artificial Intelligence atau hanya disingkat AI) didefinisikan sebagai kecerdasan entitas ilmiah. Sistem seperti ini umumnya dianggap komputer. Kecerdasan diciptakan dan dimasukkan ke dalam suatu mesin (komputer) agar dapat melakukan pekerjaan seperti yang dapat dilakukan manusia. Beberapa macam bidang yang menggunakan kecerdasan buatan antara lain sistem pakar, permainan komputer (games), logika fuzzy, jaringan syaraf tiruan dan robotika.

Game adalah permainan komputer yang dibuat dengan teknik dan metode animasi. Permainan game merupakan bidang AI yang sangat populer berupa permainan antara manusia melawan mesin yang mempunyai intelektual untuk berpikir. Komputer dapat bereaksi dan menjawab tindakan-tindakan yang diberikan oleh lawan mainnya.

Salah satu komputer yang ditanamkan AI untuk game bernama Deep Blue. Deep Blue adalah sebuah komputer catur buatan IBM pertama yang memenangkan sebuah permainan catur melawan seorang juara dunia (Garry Kasparov) dalam waktu standar sebuah turnamen catur. Kemenangan pertamanya (dalam pertandingan atau babak pertama) terjadi pada 10 Februari 1996 dan merupakan permainan yang sangat terkenal.

Kini telah banyak berkembang game AI yang semakin menarik, interaktif, dan dengan grafis yang sangat bagus. Ditambah dengan kemajuan teknologi jaringan komputer yang semakin cepat, sudah banyak terdapat game-game AI yang berbasiskan online. Tidak sedikit orang yang tertarik dengan game saat ini. Mereka memainkan game untuk mengisi kekosongan waktu mereka atau pun melatih skill mereka dalam berpikir.

Mode Game AI

Salah satu unsur yang berperan penting dalam sebuah game adalah kecerdasan buatan. Dengan kecerdasan buatan, elemen-elemen dalam game dapat berperilaku sealami mungkin layaknya manusia.

Game AI adalah aplikasi untuk memodelkan karakter yang terlibat dalam permainan baik sebagai lawan, ataupun karakter pendukung yang merupakan bagian dari permainan tetapi tidak ikut bermain (NPC = Non Playable Character). Peranan kecerdasan buatan dalam hal interaksi pemain dengan permainan adalah pada penggunaan interaksi yang bersifat alami yaitu yang biasa digunakan menusia untuk berinteraksi dengan sesama manusia.

Contoh media interaksi ialah:

• Penglihatan (vision)
• Suara (voice)
• Ucapan (speech)
• Gerakan anggota badan (gesture)

Untuk pembentukan Artificial Intelligence pada game ternyata digunakan pula algoritma, yaitu jenis pohon n-ary untuk suatu struktur. Implementasi pohon (tree) ini biasa disebut game tree. Berdasarkan game tree inilah sebuah game disusun algoritma kecerdasan buatannya. Artificial intellegence yang disematkan dalam sebuah game yang membentuk analisis game tree biasanya merepresentasikan kondisi atau posisi permainan dari game sebagai suatu node, dan merepresentasikan langkah yang mungkin dilakukan sebagai sisi berarah yang menghubungkan node kondisi tersebut ke anak (child) sebagaimana representasi suatu pohon (tree).

Namun, biasanya representasi langsung tersebut mempunyai kelemahan, yaitu representasi data pohon akan menjadi sangat lebar dan banyak. Mungkin bagi sebuah mesin komputer mampu melakukan kalkulasi sebanyak apapun masalah, namun game tree yang lebar dan besar memberikan beberapa masalah, antara lain konsumsi proses memori, kapasitas penyimpanan yang cukup besar dan kinerja yang kurang pada konsol game berspesifikasi rendah. Karena itu dibentuklah beberapa algoritma dan penyederhanaan bagi sebuah game tree.

Pada salah satu contoh game klasik, yaitu tic tac toe, penyederhanaan dapat dilakukan dengan berbagai metode. Salah satu diantaranya adalah minimax. Metode ini berhasil diterapkan dan memberikan nilai reduksi yang cukup signifikan. Dan tidak hanya bisa digunakan secara monoton, minimax juga bisa digunakan untuk game-game yang lebih rumit seperti catur, tentunya dengan algoritma dan representasi berbeda.

Minimax yang merupakan salah satu metode penerapan (implementasi) pohon n-ary pada suatu game, menandakan bahwa implementasi struktur (pohon khusunya) sangatlah diperlukan pada pembuatan dan penerapan Artificial Intelligence, dan tidak menutup kemungkinan ilmu dan metode baru yang lebih canggih akan ditemukan di masa depan.

Jenis Game AI

1. Fun Games :

            Permainannya seperti skate board, bilyard, catur, puzzle, tetris, golf, Windows Entertainment Pack Games dan semua permainan yang animasinya sedikit dan pembuatannya relatif mudah. Permainan semacam ini terlihat mudah dari segi grafiknya tetapi biasanya sulit dalam algoritma.

2. Arcade Games :

            Semua permainan yang mudah dimengerti, menyenangkan dan grafiknya bagus walau biasanya sederhana. Pengertian mudah dimengerti dan menyenangkan dikarenakan permainan ini hanyalah berkisar pada hal-hal yang disenangi umum seperti pukul memukul, tembak menembak, tusuk menusuk, kejar mengejar dan semua yang mudah dan menyenangkan.

            Yang termasuk kedalam permainan jenis ini adalah Prince of Persia, Street Fighter, Golden Axe, Grand Prix, Robocop.

3. Strategic Games :

            Biasanya permainan strategi perang atau bisa juga permainan lain tetapi tetap saja memerlukan strategi untuk memenangkannya seperti startegi bisnis dan strategi politik.

4. Adventure Games :

            Terbagi atas tiga macam yaitu petualangan biasa (Multi Layered Adventur), Dungeon-Underworld Adventure (3D Adventure) dan Roll Playing Game Adventure. Grafik jenis permainan ini benar-benar sulit. Contoh beberapa permainan jenis ini adalah Space Quest IV, Labyrinth of Word, War II dan Diablo.

5. Simulation Games :

            Dari semua jenis permainan yang ada, masing-masing memiliki tingkat kesulitan dan kemudahannya, jika bukan algoritmanya maka akan mudah dalam hal animasinya, akan tetapi games simulasi bisa disebut sebagai jenis permainan yang paling sulit, baik algoritma pembuatannya maupun animasinya. Permainan jenis ini juga yang paling membuat pusing dibandingkan dengan permainan jenis lainnya.

            Algoritmanya sangat sulit sebab harus memperhitungkan semua kejadian dalam kondisi sebenarnya. Berbagai efek animasi yang dibuat tidak cukup bermodalkan ahli grafik dan algoritma saja, tetapi sedikitnya harus mengerti persoalan matematika, teknik dan fisika. Contoh permainan jenis ini adalah Stellar7, F-15 Strike Eagle, Flight Simulator 98, F-14 Tomcat, F-16 Falcon, Jet Fighter.

Pembelajaran/Learning

Pembelajaran dan pengamatan

Pembelajaran adalah proses interaksi peserta didik dengan pendidik dan sumber belajar pada suatu lingkungan belajar yang meliputi guru dan siswa yang saling bertukar informasi.

Pengamatan atau observasi adalah aktivitas terhadap suatu proses atau objek dengan maksud merasakan dan kemudian memahami pengetahuan dari sebuah fenomena berdasarkan pengetahuan dan gagasan yang sudah diketahui sebelumnya, untuk mendapatkan informasi-informasi yang dibutuhkan untuk melanjutkan suatu penelitian.

Bentuk pembelajaran

a.       Menumbuhkan motivasi belajar anak

Motivasi berkaitan erat dengan emosi, minat, dan kebutuhan anak didik. Upaya menumbuhkan motivasi intrinsik yang dilakukan guru adalah mendorong rasa ingin tahu, keinginan mencoba, dan sikap mandiri anak didik. Sedangkan bentuk motivasi ekstrinsik adalah dengan memberikan rangsangan berupa pemberian nilai tinggi atau hadiah bagi siswa berprestasi dan sebaliknya.

b.       Mengajak anak didik beraktivitas

Adalah proses interaksi edukaktif melibatkan intelek-emosional anak didik untuk meningkatkan aktivitas sehingga motivasi akan meningkat. Bentuk pelaksanaanya adalah mengajak anak didik melakukan aktivitas atau bekerja di laboratorium, di kebun/lapangan sebagai bagian dari eksplorasi pengalaman, atau mengalami pengalaman yang sam sekali baru.

c.       Mengajar dengan memperhatikan perbedaan individual

Proses kegiatan belajar mengajar dilakukan dengan memahami kondisi masing-masing anak didik. Tidak tepat jika guru menyamakan semua anak didik karena setiap anak didik mempunyai bakat berlainan dan mempunyai kecepatan belajar yang bervariasi. Seorang anak didik yang hasil belajarnya jelek dikatakan bodoh. Kemudian menyimpulkan semua anak didik yang hasil belajarnya jelek dikatakan bodoh. Kondisi demikian tidak dapat dijadikan ukuran, karena terdapat beberapa faktor penyebab anak memiliki hasil belajar buruk, antara lain; faktor kesehatan, kesempatan belajar dirumah tidak ada, sarana belajar kurang, dan sebagainya.

d.       Mengajar dengan umpan balik

Bentuknya antara lain; umpan balik kemampuan prilaku anak didik (perubahan tigkah laku yang dapat dilihat anak didik lainnya, pendidik atau anak didik itu sendiri), umpan balik tentang daya serap sebagai pelajaran untuk diterapkan secara aktif. Pola prilaku yang kuat diperoleh melalui partisipasi dalam memainkan peran (role play).

e.       Mengajar dengan pengalihan

Pengajaran yang mengalihkan (transfer) hasil belajar kedalam situasi-situasi nyata. Guru memilih metode simulasi (mengajak anak didik untuk melihat proses kegiatan seperti cara berwudlu dan sholat) dan metode proyek (memberikan kesempatan anak untuk menggunakan alam sekitar dan atau kegiatan sehari-hari untuk bertukar pikiran baik sesama kawan maupun guru)  untuk pengalihan pengajaran yang bukan hanya bersifat ceramah atau diskusi, tetapi mengedepankan situasi nyata.

f.        Penyusunan pemahaman yang logis dan psikologis

Pengajaran dilakukan dengan memilih metode yang proporsional. Dalam kondisi tertentu guru tidak dapat meninggalkan metode ceramah maupun metode pemberian tugas kepada anak didik. Hal ini dilakukan sesuai dengan kondisi materi pelajaran.

Pembelajaran induktif

Pembelajaran induktif adalah sebuah pembelajaran yang bersifat langsung tapi sangat efektif untuk membantu siswa mengembangkan keterampilan berpikir tingkat tinggi dan keterampilan berpikir kritis. Model pembelajaran induktif adalah sebuah pembelajaran yang bersifat langsung tapi sangat efektif untuk membantu siswa mengembangkan keterampilan berpikir tingkat tinggi dan keterampilan berpikir kritis. Pada model pembelajaran induktif guru langsung memberikan presentasi informasi-informasi yang akan memberikan ilustrasi-ilustrasi tentang topik yang akan dipelajari siswa, selanjutnya guru membimbing siswa untuk menemukan pola-pola tertentu dari ilustrasi-ilustrasi yang diberikan. Model pembelajaran induktif dirancang berlandaskan teori konstruktivisme dalam belajar. Model ini membutuhkan guru yang terampil dalam bertanya (questioning) dalam penerapannya. Melalui pertanyaan-pertanyaan inilah guru akan membimbing siswa membangun pemahaman terhadap materi pelajaran dengan cara berpikir dan membangun ide. Tingkat keefektifan model pembelajaran induktif ini, jadinya-sangat tergantung pada keterampilan guru dalam bertanya dan mengarahkan pembelajaran, dimana guru harus menjadi pembimbing yang akan untuk membuat siswa berpikir.

Struktur sosial dalam pembelajaran menjadi ciri lingkungan kelas yang sangat dibutuhkan untuk belajar melalui model pembelajaran induktif. Model pembelajaran induktif mensyaratkan sebuah lingkungan belajar yang mana di dalamnya siswa merasa bebas dan terlepas dari resiko takut dan malu saat memberikan pendapat, bertanya, membuat konklusi dan jawaban. Mereka harus bebas dari kritik tajam yang dapat menjatuhkan semangat belajar.

Model ini dikembangkan atas dasar beberapa postulat sebagai berikut :

1.  Kemampuan berpikir dapat diajarkan

2. Berpikir merupakan suatu transaksi aktif antara individu dengan data. Artinya, dalam setting kelas, bahan-bahan ajar merupakan sarana bagi siswa untuk mengembangkan operasi kognitif tertentu.

Dalam seting tersebut, dimana siswa belajar mengorganisasikan fakta ke dalam suatu sistem konsep,yaitu:

• ·           Saling menghubung-hubungkan data yang diperoleh satu sama lain serta membuat kesimpulan berdasarkan hubungan-hubungan tersebut.
•     Menarik kesimpulan berdasarkan fakta-fakta yang telah diketahuinya dalam rangka membangun hipotesis.
• ·         Memprediksi dan menjelaskan suatu fenomena tertentu. Guru, dalam hal ini, dapat membantu proses internalisasi dan konseptualisasi berdasarkan informasi tersebut

           3. Proses berpikir merupakan suatu urutan tahapan yang beraturan (lawful). Artinya, agar dapat menguasai keterampilan berpikir tertentu, prasyarat tertentu harus dikuasai terlebih dahulu, dan urutan tahapan ini tidak bisa dibalik. Oleh karenanya, konsep tahapan beraturan ini memerlukan strategi mengajar tertentu agar dapat mengendalikan tahapan-tahapan tersebut.

Berpikir induktif melibatkan tiga tahapan yang dikembangkan tiga strategi cara mengajarkannya.

a.      Konsep pembentukan (belajar konsep)

Tahap ini mencakup tiga langkah utama: item daftar (lembar, konsep), kelompok barang yang sama secara bersama-sama, beserta label tersebut (dengan nama konsep).

Langkah-langkah :

1. Membuat daftar konsep

2. Pengelompokkan konsep berdasarkan karakteristik yang sama

3. Pemberian label atau kategorisasi

b.      Interpretasi data Strategi

Keduanya merupakan cara mengajarkan bagaimana menginterpretasi dan menyimpulkan data. Sama halnya dengan strategi pertama (pembentukan konsep), cara ini dapat dilakukan dengan mengajukan pertanyaan-pertanyaan tertentu.

Langkah-langkah:

1. mengidentifikasi dimensi-dimensi danhubungan-hubungannya.

2. menjelaskan dimensi-dimensi danhubungan-hubungannya

3. Membuat kesimpulan

c.      Penerapan prinsip-prinsip

Strategi ini merupakan kelanjutan dari strategi pertama dan kedua. Setelah siswa dapat merumuskan suatu konsep, menginterpretasikan dan menyimpulkan data, selanjutnya mereka diharapkan dapat menerapkan suatu prinsip tertentu ke dalam suatu situasi permasalahan yang berbeda. Atau siswa diharapkan dapat menerapkan suatu prinsip untuk menjelaskan suatu fenomena baru.

Langkah-Langkah:

1. Membuat hipotesis, memprediksikonsekuensi

2. Menjelaskan teori yang mendukung hipotesis atau prediksi.

3. Menguji hipotesis/prediksi

Peran Guru Dalam Model Pembelajaran Induktif

Saat pembelajaran berlangsung dengan menggunakan model pembelajaran induktif, guru telah menyiapkan perangkat-perangkat yang akan membuat siswa beraktivitas dan mengobarkan semangat siswa untuk melakukan observasi terhadap ilustrasi-ilustrasi yang diberikan, melalui pertanyaan-pertanyaan yang diberikan oleh guru. Sekali lagi, diingatkan, bahwa model pembelajaran induktif memerlukan keterampilan bertanya yang bagus dari guru. Selain itu guru juga harus menjaga siswa agar perhatian mereka tetap pada tugas belajar yang diberikan, dan selalu menunjukkan ekspektasi positif terhadap pencapaian hasil belajar siswa-siswanya. Kesuksesan proses belajar mengajar dengan menggunakan model pembelajaran induktif juga bergantung pada contoh-contoh /ilustrasi yang digunakan oleh guru serta kemampuan guru membimbing siswa untuk melakukan analisis terhadap contoh/ilustrasi yang diberikan.

Kelebihan Model Pembelajaran Induktif

Pada model pembelajaran induktif guru langsung memberikan presentasi informasi-informasi yang akan memberikan ilustrasi-ilustrasi tentang topik yang akan dipelajari siswa, sehingga siswa mempunyai parameter dalam pencapaian tujuan pembelajaran.

Ketika siswa telah mempunyai gambaran umum tentang materi pembelajaran, guru membimbing siswa untuk menemukan pola-pola tertentu dari ilustrasi-ilustrasi yang diberikan tersebut sehingga pemerataan pemahaman siswa lebih luas dengan adanya pertanyaan-pertanyaan antara siswa denganguru

Model pembelajaran induktif menjadi sangat efektif untuk memicu keterlibatan yang lebih mendalam dalam hal proses belajar karena proses tanya jawab tersebut.

Kelemahan Model Pembelajaran Induktif

Model ini membutuhkan guru yang terampil dalam bertanya (questioning) sehingga kesuksesan pembelajaran hamper sepenuhnya ditentukan kemampuan guru dalam memberikan ilustrasi-ilustrasi.

Tingkat keefektifan model pembelajaran induktif ini, jadinya-sangat tergantung pada keterampilan guru dalam bertanya dan mengarahkan pembelajaran, dimana guru harus menjadi pembimbing yang akan untuk membuat siswa berpikir

Model pembelajaran ini sangat tergantung pada lingkungan eksternal, guru harus bisa menciptakan kondisi dan situasi belajar yang kondusif agar siswa merasa aman dan tak malu/takut mengeluarkan pendapatnya. Jika syarat-syarat ini tidak terpenuhi, maka tujuan pembelajaran tidak akan tercapai secarasempurna

Saat pembelajaran berlangsung dengan menggunakan model pembelajaran induktif, guru harus telah menyiapkan perangkat-perangkat yang akan membuat siswa beraktivitas dan mengobarkan semangat siswa untuk melakukan observasi terhadap ilustrasi-ilustrasi yang diberikan, melalui pertanyaan-pertanyaan yang diberikan oleh guru. Dengan metode ini maka kemandirian siswa tidak dapat berkembangoptimal.

Guru harus menjaga siswa agar perhatian mereka tetap pada tugas belajar yang diberikan, sehingga peran guru sangat vital dalam mengontrol proses belajar siswa.

Kesuksesan proses belajar mengajar dengan menggunakan model pembelajaran induktif bergantung pada contoh-contoh atau ilustrasi yang digunakan oleh guru.

Pembelajaran tidak dapat berjalan bila guru dan muridnya tidak suka membaca, sehingga tidak mempunyai pilihan dalam proses induktif

Pohon keputusan pembelajaran

POHON KEPUTUSAN

Pohon keputusan adalah salah satu metode klasifikasi yang paling popular karena mudah untuk diinterpretasi oleh manusia. Konsep dari pohon keputusan adalah mengubah data menjadi pohon keputusan dan aturan-aturan keputusan.

Gambar: Konsep Pohon Keputusan

Data dalam pohon keputusan biasanya dinyatakan dalam bentuk tabel dengan atribut dan record. Atribut menyatakan suatu parameter yang dibuat sebagai kriteria dalam pembentukan tree

Proses pada pohon keputusan adalah mengubah bentuk data (tabel) menjadi model pohon, mengubah model pohon menjadi rule, dan menyederhanakan rule. Manfaat utama dari penggunaan pohon keputusan adalah kemampuannya untuk membreak down proses pengambilan keputusan yang kompleks menjadi lebih simpel sehingga pengambil keputusan akan lebih menginterpretasikan solusi dari permasalahan. Pohon Keputusan juga berguna untuk mengeksplorasi data, menemukan hubungan tersembunyi antara sejumlah calon variabel input dengan sebuah variabel target.

Pohon keputusan merupakan himpunan aturan IF...THEN. Setiap path dalam tree dihubungkan dengan sebuah aturan, di mana premis terdiri atas sekumpulan node-node yang ditemui, dan kesimpulan dari aturam terdiri atas kelas yang terhubung dengan leaf dari path.

Gambar: Konsep Dasar Pohon Keputusan

Bagian awal dari pohon keputusan ini adalah titik akar (root), sedangkan setiap cabang dari pohon keputusan merupakan pembagian berdasarkan hasil uji, dan titik akhir (leaf) merupakan pembagian kelas yang dihasilkan.

Pohon keputusan mempunyai 3 tipe simpul yaitu:

·         Simpul akar, dimana tidak memiliki cabang yang masuk dan memiliki cabang lebih dari satu, terkadang tidak memiliki cabang sama sekali. Simpul ini biasanya berupa atribut yang paling memiliki pengaruh terbesar pada suatu kelas tertentu.

·         Simpul internal, dimana hanya memiliki 1 cabang yang masuk, dan memiliki lebih dari 1 cabang yang keluar.

·         Simpul daun, atau simpul akhir dimana hanya memiliki 1 cabang yang masuk, dan tidak memiliki cabang sama sekali dan menandai bahwa simpul tersebut merupakan label kelas.

Tahap awal dilakukan pengujian simpul akar, jika pada pengujian simpul akar menghasilkan sesuatu maka proses pengujian juga dilakukan pada setiap cabang berdasarkan hasil dari pengujian. Hal ini berlaku juga untuk simpul internal dimana suatu kondisi pengujian baru akan diterapkan pada simpul daun. Pada umumnya proses dari sistem pohon keputusan adalah mengadopsi strategi pencarian top-down untuk solusi ruang pencariannya. Pada proses mengklasifikasikan sampel yang tidak diketahui, nilai atribut akan diuji pada pohon keputusan dengan cara melacak jalur dari titik akar sampai titik akhir, kemudian akan diprediksikan kelas yang ditempati sampel baru tersebut.

Pohon keputusan banyak digunakan dalam proses data mining karena memiliki beberapa kelebihan, yaitu:

1. Tidak memerlukan biaya yang mahal saat membangun algoritma.

2. Mudah untuk diinterpetasikan.

3. Mudah mengintegrasikan dengan sistem basis data.

4. Memiliki nilai ketelitian yang lebih baik.

5. Dapat menemukan hubungan tak terduga dan suatu data.

6. Dapat menggunakan data pasti/mutlak atau data kontinu.

7. Mengakomodasi data yang hilang.

Pembelajaran ensemble

Kenyataan bahwa pendekatan ensemble learning mampu memberikan solusi prediksi yang lebih akurat daripada model-model tunggal dapat ditemui dari berbagai paper di jurnal ilmiah. Teknik-teknik ensemble yang mengandalkan variasi dari pendekatan random forest dan boosting mampu memberikan prediksi dengan akurasi yang sangat baik. Random forest bekerja dengan membuat model-model penyusun ensemble sedemikian rupa sehingga berbagai kemungkinan dapat terakomodir secara maksimal, sedangkan boosting bekerja secara iterative sehingga kasus-kasus yang tidak mudah diprediksi menjadi bukan masalah lagi.

Kemampuan pendekatan ensemble ini tidak hanya tertuang pada berbagai paper ilmiah, namun juga dapat dilihat pada penyelesaian kasus-kasus aplikatif seperti yang dapat dilihat pada kompetisi data science Kaggl. Kompetisi ini terbuka bagi pegiat data science dan data mining untuk memberikan solusi prediktif dari kasus-kasus yang disampaikan oleh banyak perusahaan besar berskala internasional.

Setiap tim atau individu dipersilakan mengembangkan solusi dan menyajikan prediksinya untuk kemudian dinilai. Mereka yang memberikan prediksi dengan akurasi yang paling tinggi yang dinyatakan sebagai pemenang. Peringkat tiga besar dalam lima tahun terakhir dari kompetisi ini didominasi oleh mereka yang menggunakan pendekatan ensemble yang digabungkan dengan berbagai macam algoritma dasar.

Ketidakpastian (Uncertainity) dan Penalaran Probabilitas

Aksi di bawah ketidakpastian

            Ketidakpastian dapat dianggap sebagai suatu kekurangan informasi yang memadai untuk membuat suatu keputusan. Ketidakpastian merupakan suatu permasalahan karena menghalangi dalam membuat suatu keputusan yang terbaik bahkan dapat menghasilkan suatu keputusan yang buruk. Dalam dunia medis, ketidakpastian dapat menghalangi pemeriksaan yang terbaik untuk pasien dan dapat menghasilkan terapi yang keliru. Beberapa teori ketidakpastian antara lain probabilitas klasik, probabilitas Bayes, teori Hartley yang berdasar pada himpunan klasik, teori Shanon yang didasarkan pada peluang, Teori Dempster-Shafer dan teori Fuzzy Zadeh.

Contoh-contoh klasik system pakar yang sukses yang bergubungan dengan ketidakpastian adalah MYCIN yang berguna untuk diagnose medis dan PROSPECTOR untuk eksplorasi mineral.

Suatu penalaran dimana adanya penambahan fakta baru mengakibatkan ketidak konsistenan, disebut dengan “Penalaran Non Monotonis”. Ciri-ciri penalaran tsb sebagai berikut

·         mengandung ketidakpastian

·         adanya perubahan pada pengetahuan

·         adanya penambahan fakta baru dapat mengubah konklusi yang sudah terbentuk, misalkan S adalah konklusi dari D, bisa jadi S tidak dibutuhkan sebagai konklusi D + fakta baru

·         untuk mengatasi ketidakpastian maka digunakan penalaran statistik.

     Contoh aplikasi yang klasik sistem pakar yang sukses sehubungan dengan ketidakpastian:

·         MYCIN untuk diagnosa medis

·         PROPECTOR untuk ekplorasi mineral

Banyak kemungkinan dan ketidakpastian menyertai dalam masalah dan solusinya. Ada beberapa sumber dari ketidakpastian, beberapa diantaranya adalah :

1.        Masalah

Beberapa masalah meliputi factor-faktor yang oleh sifat mereka, tidak pasti atau acak. Sebagai contoh, dalam pengobatan, penyakit yang sama dapat member gejala yang berbeda untuk pasien yang lain.

2.        Data

Beberapa masalah mungkin memiliki batasan yang kurang jelas bagi seseorang. Orang yang menghadirkan masalah mungkin mengetahui beberapa fakta untuk kepastian, menuduh lainnya dan tidak mengetahui lainnya. Angka-angka dan nilai-nilai dapat tidak tepat, ditebak atau tidak diketahui.

3.       Pakar

Manusia sering dapat memakai pengetahuan mereka tanpa mengetahui secara eksplisit apa pengetahuan itu sendiri. Mereka mungkin harus meningkatkan secara detail apa yang mereka lakukan dan bagaimana dan tampak tak jelas atau bahkan bertentangan dengan dirinya sendiri.

4.       Solusi

Ada beberapa area tertentu dimana tidak terdapat pakar yang diakui. Pakar sendiri mungkin tidak setuju satu sama lain dan tak seorangpun dapat memutuskan solusi yang baik. Domain seperti itu dapat berupa strategi militer.

Theorema Bayes

                Theorema Bayes adalah sebuah makanisme untuk mengkombinasikan kejadian baru dan kejadian yang ada yang biasanya dinyatakan dalam probabilitas subjektif.Pendekan Bayesian didasarkan pada probabilitas subjektif; probabilitas subjektif di sediakan untuk setiap proposisi.Jika E adalah suatu kejadian (jumlah total dari semua informasi yang terdapat dalam system),maka proposisi (P) memiliki hubungan dengan sebuah nilai yang merepresentasikan probabilitas bahwa P menggambarkan semua kejadian E, diturunkan menggunakan inferensi Bayesian.Theorema Bayes menyediakan sebuah cara komputasi probabilitas dari  kejadiankejadian khusus dari suatu hasil observasi.Poin utama disini adalah bukan bagaimana nilai ini diturunkan tetapi bagaimana kita tahu atau darimana menginferensi suatu proposisi menjadi suatu nilai tunggal.

Ketidakpastian dan Keputusan rasional

                            Keputusan yang bersifat rasional  berkaitan dengan daya guna. Masalah – masalah yang dihadapi merupakan masalah yang memerlukan pemecahan rasional. Keputusan yang dibuat berdasarkan pertimbangan rasional lebih bersifat objektif. Dalam masyarakat, keputusan yang rasional dapat diukur apabila kepuasan optimal masyarakat dapat terlaksana dalam batas-batas nilai masyarakat yang di akui saat itu.

Pengetahuan dan Penalaran : Representasi Pengetahuan

Representasi pengetahuan adalah cara untuk menyajikan pengetahuan yang diperoleh ke dalam suatu skema/diagram tertentu sehingga dapat diketahui relasi antara suatu pengetahuan dengan pengetahuan yang lain dan dapat dipakai untuk menguji kebenaran penalarannya.

Secara teknik kita akan membahas representasi pengetahuan menjadi lima kelompok:

1.    Representasi Logika

2.    Jaringan Semantik

3.    Frame

4.    Script (Naskah)

5.    Aturan Produksi (Kaidah Produksi)

   

1.    Representasi Logika

Logika didefinisikan sebagai ilmu untuk berpikir dan menalar dengan benar sehingga didapatkan kesimpulan yang absah.

Tujuan dari logika: memberikan aturan-aturan penalaran sehingga orang dapat menentukan apakah suatu kalimat bernilai benar atau salah.

Representasi Logika dibagi menjadi dua:

a.       Propositional Logic (Logika Proposisi)

Suatu Proposisi merupakan suatu statemen atau pernyataan yang menyatakan benar (TRUE) atau salah (FALSE). Dalam Propositional Logic fakta dilambangkan dengan simbol misalnya P, Q dan R. Lambang-lambang tersebut dihubungkan dengan relasi-relasi logika

Dengan menggunakan operator logika:

Tabel Kebenaran Logika

b.       Predicate Logic (Logika Predikat)

Pada logika predikat proposisi dibedakan menjadi argumen (obyek) dan predikat (keterangan). Secara umum penulisan proposisi dalam logika predikat dapat dinyatakan sebagai berikut:

Predikat (argumen-1, argumen-2,..., argumen-3)

Contoh:

Proposisi: “Bu Atika mencintai Pak Agus Setiawan”

Dalam logika predikat disajikan dalam bentuk:

Mencintai (Bu Atika, Pak Agus Setiawan)

      P         Argumen-1            Argumen-2

Contoh Silsilah Keluarga yang dipresentasikan dalam Prolog

Jika silsilah di atas dibentuk dalam Representasi Logika, sebagai berikut:

Orangtua (Komarudin, Andika)

Orangtua (Komarudin, Atika)

Orangtua (Komarudin, Agus)

Orangtua (Andika, Rika)

Orangtua (Atika, Anjar)

2.        Jaringan Semantik

Pengetahuan disusun dalam sebuah jaringan yang memiliki komponen utama:

-            Node: menyatakan obyek, konsep, atau situasi. Dinyatakan dengan kotak atau lingkaran

-            Arcs/Link: Menyatakan hubungan antar node. Dinyatakan dengan tanda panah.

3.    Frame

Frames: merupakan semantic net dilengkapi dengan properties. Suatu Frame menggambarkan entitas sebagai set dari attribute dan nilai yang bersesuaian. Suatu frame dapat berelasi dengan frame yang lainnya.

Tiga komponen utama dari frame

•         frame name

•         attributes (slots)

•         values (subslots)

Book Frame

Slot       -> Subslots

Title      -> AI. A modern Approach Author -> Russell & Norvig Year      -> 2003

                    

Contoh di atas dibentuk dalam Frame:

Nama Frame: Burung
Orangtua Hewan Anak Mempunyai Cara Berpindah tempat	Hewan Kenari, Pipit Sayap Terbang

4.    .    Script (Naskah)

Conceptual Dependency (ketergantungan konseptual) adalah teori tentang bagaimana mempresentasikan pengetahuan tentang event (kejadian) yang biasanya terkandung dalam kalimat bahasa natural.

Contoh: representasi Conceptual Dependency

“Budi memberi Atika sebuah buku”

Script adalah skema representasi pengetahuan yang menggambarkan urutan-urutan kejadian (sequence of events). Script dilengkapi dengan elemen-elemen agar lebih memudahkan dalam memahami urutan kejadian.

a.         Track/Jalur: variasi yang mungkin terjadi dalam script

b.        Kondisi Input: situasi yang harus dipenuhi sebelum sesuatu kejadian terjadi

c.         Prop/Pendukung: objek pendukung yang digunakan dalam urutan peristiwa yang 

       terjadi

d.        Role/Peran: orang-orang yang terlibat dalam suatu peran

e.         Scene/Adegan: urutan peristiwa aktual

f.          Hasil: kondisi akhir yang terjadi setelah urutan peristiwa dalam script terjadi

5.    Aturan Produksi (Kaidah Produksi)

Pengetahuan dalam kaidah produksi direpresentasikan dalam bentuk

       JIKA [kondisi] MAKA [Aksi]

       JIKA [premis] MAKA [Konklusi]

Aturan Produksi (kaidah produksi) adalah salah satu representasi pengetahuan yang menghubungkan premis dengan konklusi.

Bentuknya: If Premis Then Konklusi

Konklusi pada bagian then bernilai benar jika premis pada bagian if bernilai benar.

Contoh:

If  hari ini hujan then saya tidak kuliah.

Rekayasa ontologi

                     Ontologi merupakan salah satu kajian filsafat yang paling kuno dan berasal dari Yunani. Studi tersebut membahas keberadaan sesuatu yang bersifat konkret. Tokoh Yunani yang memiliki pandangan yang bersifat ontologis dikenal seperti Thales, Plato, dan Aristoteles . Pada masanya, kebanyakan orang belum membedaan antara penampakan dengan kenyataan. Thales terkenal sebagai filsuf yang pernah sampai pada kesimpulan bahwa air merupakan substansi terdalam yang merupakan asal mula segala sesuatu. Namun yang lebih penting ialah pendiriannya bahwa mungkin sekali segala sesuatu itu berasal dari satu substansi belaka (sehingga sesuatu itu tidak bisa dianggap ada berdiri sendiri).

Hakikat kenyataan atau realitas memang bisa didekati ontologi dengan dua macam sudut pandang:

1. kuantitatif, yaitu dengan mempertanyakan apakah kenyataan itu tunggal atau jamak?

2. Kualitatif, yaitu dengan mempertanyakan apakah kenyataan (realitas) tersebut memiliki kualitas tertentu, seperti misalnya daun yang memiliki warna kehijauan, bunga mawar yang berbau harum.

Secara sederhana ontologi bisa dirumuskan sebagai ilmu yang mempelajari realitas atau kenyataan konkret secara kritis.

Beberapa aliran dalam bidang ontologi, yakni realisme, naturalisme, empirisme

Istilah istilah terpenting yang terkait dengan ontologi adalah:

· yang-ada (being)

· kenyataan/realitas (reality)

· eksistensi (existence)

· esensi (essence)

· substansi (substance)

· perubahan (change)

· tunggal (one)

· jamak (many)

Ontologi ini pantas dipelajari bagi orang yang ingin memahami secara menyeluruh tentang dunia ini dan berguna bagi studi ilmu-ilmu empiris (misalnya antropologi, sosiologi, ilmu kedokteran, ilmu budaya, fisika, ilmu teknik dan sebagainya).

Pengkategorian dan Objek : Komposisi Fisik, Pengukuran, Substansi dan Objek

·         Komposisi Fisik

Komposisi adalah tata susunan yang menyangkut keseimbangan, kesatuan, irama, dan keselarasan dalam suatu karya seni rupa.jadi komposisi fisik adalah susunan kesatuan dari suatu bentuk fisik / yg dapat dilihat.

·         Pengukuran

Pengukuran adalah penentuan besaran, dimensi, atau kapasitas, biasanya terhadap suatu standar atau satuan ukur. Pengukuran juga dapat diartikan sebagai pemberian angka tehadap suatu atribut atau karakteristik tertentu yang dimiliki oleh seseorang, hal, atau objek tertentu menurut aturan atau formulasi yang jelas dan disepakati. Pengukuran dapat dilakukan pada apapun yang dibayangkan, namun dengan tingkat kompleksitas yang berbeda. Misalnya untuk mengukur tinggi, maka seseorang dapat mengukur dengan mudah karena objek yang diukur merupakan objek kasat mata dengan satuan yang sudah disepakati secara internasional. Namun hal ini akan berbeda jika objek yang diukur lebih abstrak seperti kecerdasan, kematangan, kejujuran, kepribadian, dan lain sebagainya sehingga untuk melakukan pengukuran diperlukan keterampilan dan keahlian tertentu.

·         Substansi

Watak sebenarnya/inti dari sesuatu.

·         Objek

Sesuatu yang sedang dibicarakan/dijadikan pokok acuan/target.

aksi,situasi dan kejadian/event

·         aksi

Adalah tindakan yang dilakukan berdasarkan suatu kejadian.

·         Situasi

Keadaan sekitar yang sedang berlangsung.

Mental Objek : Pengetahuan dan Kepercayaan, Pengetahuan Waktu dan Aksi.

·         Pengetahuan dan kepercayaan

Pengetahuan adalah informasi yang diketahui atau disadari oleh manusia, atau pengetahuan adalah berbagai gejala yang ditemui dan diperoleh manusia melalui pengamatan indrawi. Pengetahuan akan muncul ketika orang menggunakan akal atau indranya untuk mengenali benda atau peristiwa tertentu yang belum pernah dilihat atau dirasakan. Misalnya, saat pertama kali orang makan cabai maka Dia akan tahu bagaimana rasa cabai itu, bentuknya, warnanya, atau bahkan akan bertanya-tanya apa zat-zat apa yang dikandungnya.

Pengetahuan empiris menekankan pada pengamatan dan pengalaman indrawi, sedangkan pengetahuan rasional didapatkan melalui akal budi. Misalnya, orang mengetahui bahwa cabai rasanya pedas karena dia pernah memakannya. Tidak mungkin hanya dengan dipikir-pikir orang itu akan mengetahui bahwa rasa cabai adalah pedas. Nemun, pernyataan 1+1=2 adalah hasil dari pemikiran (akal) manusia, bukan merupakan suatu pengamatan empiris.

Keyakinan adalah suatu sikap yang ditunjukkan manusia saat dia merasa cukup tahu dan menyimpulkan bahwa dirinya telah mencapai kebenaran. Maksudnya adalah orang akan merasa yakin kalau apa yang mereka ketahui adalah benar. Jadi, keyakinan terjadi setelah orang percaya adanya suatu kebenaran.

Menurut teori kebenaran sebagai kesesuaian, keyakinan adalah suatu pernyataan yang tidak disertai bukti yang nyata. Misalnya, petir disebabkan oleh amukan para dewa. Pernyataan ini tidak bisa dibuktikan, sehingga hanya bisa dikatakan sebagai suatu keyakinan. Sementara pernyataan petir disebabkan kerena adanya tabrakan antara awan yang bermuatan positif dan negative adalah suatu kebenaran, karena dapat dibuktikan. Sehingga pernyataan ini disebut sebagai pengetahuan.

Ada dua istilah yang berhubungan dengan keyakinan dan pengetahuan.

1. Magic power- (kekuatan magis) –> fenomena kekuatan gaib. Orang yang lebih percaya pada sesuatu yang aneh(karena tidak tahu sebabnya) sebagai kekuatan magis

2. Naturalisme, berarti sesuatu yang alami.

·         Pengetahuan Waktu dan Aksi

Sistem Penalaran untuk Pengkategorian : Jaringan Semantik , Logika Deskripsi

·         Jaringan Semantik

Jaringan semantik adalah gambaran pengetahuan grafis yang menunjukkan hubungan antar berbagai objek, terdiri dari lingkaran-lingkaran yang dihubungkan dengan anak panah yang menunjukkan objek dan informasi tentang objek-objek tersebut.

·         Deskripsi Logika

Deskripsi logika (deskripsi jamak logika) (logika) Salah satu keluarga bahasa representasi pengetahuan yang dapat digunakan untuk mewakili definisi konsep domain aplikasi (dikenal sebagai pengetahuan terminologi) dalam cara yang terstruktur dan formal dipahami dengan baik.