intelegensi buatan

INTELEGENSI BUATAN
Pertemuan 4,5
Representasi Pengetahuan
M. Miftakul Amin, M. Eng.
e-mail:
e
mail: [email protected]
mmiftakulamin@gmail com
website : http://mafisamin.web.ugm.ac.id
Jurusan Teknik Komputer
Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang
2014
Representasi
p
Pengetahuan
g
z
z
AI memiliki komponen pokok:
1 B
1.
Basis
i Pengetahuan,
P
t h
d
dan
2. Mesin Inferensi
Basis p
pengetahuan
g
merupakan
p
fakta-fakta suatu
objek dalam domain yang telah ditentukan dan
saling berhubungan satu dengan yang lain. Berisi:
1. Ide/gagasan,
2. Prosedur praktis dan saling berhubungan
Representasi
p
Pengetahuan
g
z
z
Mekanisme Inferensi adalah suatu rangkaian
presedur (cara fikir) yang digunakan untuk
menguji basis pengetahuan dengan cara yg
sistematis
dalam
rangka
menjawab
pertanyaan, memecahkan persoalan (solusi)
d atau
dan
t membuat
b t keputusan.
k
t
Basis Pengetahuan direpresentasikan dengan
berbagai cara: Logika,
Logika logika proposional,
proposional
Jaringan Semantik, Frame dan Skrip.
Model Representasi Pengetahuan
z
Logika
z Script
z Frame
F
z Jaringan Semantik
z Kaidah Produksi
Logika
g
z Logika
adalah
serangkaian
presedur yang membantu proses
penalaran.
l
Input
Premis
Fakta
Output
Prose Logika
Inferensi
Konklusi
Logika
g
Proposisi
p
z
z
z
Logika yang hanya mempunyai nilai benar
dan salah. Pernyataan apa saja yang
mempunyai nilai BENAR dan SALAH disebut
proposisi.
Logika proposisi disebut juga dengan
Propositional Calculus.
Proposisi dapat digabung menggunakan
perangkai
k i ((connectives)
i
) sehingga
hi
di
disebut
b
proposisi majemuk (Compound Propositions)
Perangkai
g
Logika
g
atau Operator
p
z
Dan (And) ^
z Atau (Or) V
z Tidak/Bukan
Tid k/B k (N
(Not)
t) ¬
z Jika …Maka…(If … then …) Æ
z Jika dan hanya jika (if and only if) ÅÆ
Konjungsi
j g ((^))
A
B
A^B
F
F
F
F
T
F
T
F
F
T
T
T
Disjungsi
j g ((V))
A
B
AVB
F
F
F
F
T
T
T
F
T
T
T
T
Negasi
g
((¬))
A
¬A
A
¬¬A
A
F
T
F
T
F
T
Implikasi
p
((Æ))
A
B
AÆB
F
F
T
F
T
T
T
F
F
T
T
T
Ekuivalensi (ÅÆ)
(
)
A
B
A ÅÆ B
F
F
T
F
T
F
T
F
F
T
T
T
Contoh
z
A = Dewi Rajin Belajar
z B = Dewi Lulus Ujian
zC=D
Dewii mendapat
d
th
hadiah
di h iistimewa
ti
Dalam ekspresi logika:
AÆB^C
(AÆ(B ^ C))
((AÆB) ^ C)
Hirarki Simbol Perangkai
g
Hirarki Simbol Perangkai
g
Nama Perangkai
g
1.
¬
Negasi
2.
^
Konjungsi
3
3.
V
Di j
Disjungsi
i
4.
Æ
Implikasi
p
5.
ÅÆ
Ekuivalensi
Validitas Argumen
g
z
z
z
Tautologi, jika pada tabel kebenaran untuk
semua pasangan nilai variabel-variabel
proposisional yang ada bernilai benar atau T,
maka disebut tautologi.
Kontradiksi, jika semua pasangan nilai dari
tabel kebenaran menghasilkan nilai F.
Contingent/mixed formulae, jika pasangan nilai
d l
dalam
tabel
b l kkebenaran
b
terdapat
d
nilai
il i T d
dan F
F.
Reasoning/Penalaran
g
z
z
Jika ruang
g masalah sangat
g besar p
penggunaan
gg
logic dan teknik penalaran akan lebih efisien
dibanding penggunaan teknik searching.
P d bagian
Pada
b i ini
i i dibahas
dib h teknik
k ik penalaran
l
(reasoning), yakni teknik penyelesaian
masalah dengan cara merepresentasikan
masalah ke dalam basis pengetahuan
(knowledge base) menggunakan logic atau
b h
bahasa
fformall (b
(bahasa
h
yang di
dipahami
h i oleh
l h
komputer).
Reasoning/Penalaran
g
z
Sistem akan mencoba untuk
memberikan output berupa solusi dari
suatu masalah berdasarkan kumpulan
pengetahuan yang ada
Reasoning/Penalaran
g
z
z
Pembahasan difokuskan p
pada tiga
g buah logic
g
untuk merepresentasikan pengetahuan dan
melakukan penalaran, yaitu:
z Proportional
P
i
lL
Logic
i
z First Order Logic
z Fuzzy
F
Logic
L i
Dua logic pertama digunakan untuk masalah
yang memiliki kepastian
kepastian, sedangkan fuzzy
logic digunakan untuk menyelesaikan masalah
yang memiliki ketidakpastian.
First Order Logic
g ((FOL))
z Proportional
Logic mengalami
masalah serius ketika
menghadapi
h d i masalah
l h yang
kompleks.
p
z First-Order Logic dapat
merepresentasikan pengetahuan
dengan lebih efisien.
Komponen
p
Penting
g FOL
z
Objects: sesuatu dengan identitas
individual (people, houses, colors, …)
z Properties: sifat yang membedakan
dengan object yang lain (red, circle, …)
z Relations:
R l ti
h b
hubungan
antar
t object
bj t
(brother of, bigger than, part of, …)
z Functions: relation yang mempunyai
satu nilai (father of, best friend, …)
Tata bahasa FOL
z
z
z
z
z
z
z
z
z
Sentence → AtomicSentence
| Sentence
S
C
Connective
i Sentence
S
| Quantifier Variable, … Sentence
| ¬ Sentence
| (Sentence)
AtomicSentence → Predicate(Term, …) | Term=Term
Term → Function(Term, …)
| Constant
| Variable
Connective → ∧ | ∨ | ⇔ | ⇒
Quantifier → ∀ | ∃
C t t → A | X1 | John
Constant
J h |…
Variable → a | x | s | …
Predicate → Before | HasColor | Raining | …
Function → MotherOf | LeftLegOf | …
Penjelasan
j
FOL
z
z
z
Constant biasanya
y dituliskan dalam huruf
besar seperti: A, X1, Budi.
Variable biasanya dituliskan dalam huruf kecil
seperti:
i a, x, s. Varibel
V ib l iinii menyatakan
k simbol
i b l
yang dapat digantikan oleh konstanta apapun.
Predicate menyatakan relasi khusus dalam
suatu model. Misalnya Berwarna adalah suatu
predicate yang memiliki beberapa nilai.
z
Contoh: Berwarna(Tasku, Hijau),
Berwarna(Tasmu, Putih).
Penjelasan
j
z
Function menyatakan
y
relasi yyang
g hanya
y mempunyai
p y
satu nilai.
z
z
z
z
Karena setiap orang hanya punya satu ibu kandung, maka
IbuKandung adalah suatu function.
Misalnya, IbuKandung(Anawati, Budi).
Terms merupakan ekspresi logika yang mengacu
pada sebuah objek.
p
j
Terms bisa berupa
p constant,,
variable, atau function.
Atomic sentences dapat dibentuk dari
Predicate(Term …)) atau Term=Term.
Predicate(Term,
Term=Term
z
Misalnya: Sepatu(Budi), Saudara(Andi, Budi), Memberi(Andi,
Budi, KueCoklat), Saudara(Andi)=Budi.
Penjelasan
j
z
Complex
p
sentences merupakan
p
sentence yyang
g
dibangun dengan menggunakan connective.
z
z
Contoh: Saudara(Andi, Budi) ⇒ Memberi(Andi, Budi,
KueCoklat).
Universal quantifier (∀) menyatakan sesuatu yang
bersifat umum. Simbol ∀ (huruf A terbalik) dibaca ‘For
All’ ((untuk semua atau untuk setiap)
p)
z
z
Kalimat “Untuk setiap objek x, jika x adalah anak kecil maka x
suka permen” dapat dituliskan sebagai: ∀x AnakKecil(x) ⇒
Suka(x, Permen).
Kalimat ini benar jika dan hanya jika kalimat tersebut benar
untuk semua konstanta di dalam Knowledge Base yang
menggantikan variable x.
Penjelasan
j
z
Existential q
quantifier (∃)
( ) menyatakan
y
sesuatu yyang
g
berlaku sebagian. Simbol ∃ (huruf E menghadap ke
kiri) dibaca ‘There Exist’ (ada satu atau beberapa).
z
z
Kalimat “Ada objek
j x,, jjika x adalah anak kecil maka x suka
permen” dapat ditulis sebagai:
∃x AnakKecil(x) ⇒ Suka(x, Permen).
Nested q
quantifier digunakan
g
untuk menyatakan
y
kalimat kompleks yang menggunakan quantifier
ganda.
z
Misalkan: “Untuk
Untuk semua x dan semua y, jika x adalah orang
tua y maka y adalah anak dari x” dapat dinyatakan sebagai:
∀x,y OrangTua(x,y) ⇒ Anak(y,x)
Inferensi FOL
z
z
Ketujuh aturan inferensi yang digunakan oleh
proportional
ti
l llogic
i d
dapatt di
digunakan
k pada
d Fi
First-Order
tOd
Logic.
Selain itu ada tiga aturan tambahan yang digunakan
pada
d Fi
First-Order
t O d Logic,
L i yaitu:
it
1.
Univeral Elimination: untuk setiap sentence α,
variabel v, dan ground term (atau term yang tidak
berisi variabel) g:
z
Dari ∀x Suka(x, Permen), dapat digunakan substitusi {x
/Andi} dan melakukan inferensi Suka(Andi,Permen)
Inferensi FOL
2.
2. Existential Elimination: untuk setiap
p sentence
α, variabel v, dan simbol konstanta k yang tidak
ada dalam basis pengetahuan:
z
Dari ∃x Saudara(x, Budi), dapat disimpulkan
Saudara(Andi, Budi), selama Andi tidak ada di
dalam basis pengetahuan.
Inferensi FOL
3.
3. Existential Introduction: untuk setiap
sentence α, variabel v yang tidak terjadi
pada α, dan ground term g yang terjadi
pada α:
z
Dari Suka(Budi, Permen) dapat
disimpulkan ∃x Suka(x,Permen)
Script
p
z
Script merupakan skema representasi
pengetahuan yang menggambarkan
urutan kejadian.
kejadian Script
merepresentasikan situasi,
pengetahuan ataupun pengalaman
pengetahuan,
pengalaman.
Script
p
z
1.
2
2.
3.
4.
5.
6.
Script mempunyai beberapa elemen yang tipikal:
Kondisi masukan menggambarkan situasi yang harus
dipenuhi sebelum terjadi atau berlaku suatu peristiwa
yang ada dalam script.
Prop mengacu kepada objek yang digunakan dalam
urutan peristiwa yang terjadi.
Role mengacu kepada orang-orang yang terlibat dalam
script. Hasilnya adalah kondisi yang ada sesudah
peristiwa dalam script berlangsung.
Track mengacu kepada variasi yang mungkin terjadi
dalam script tertentu.
Scene menggambarkan urutan peristiwa aktual yang
terjadi.
Hasil merupakan kondisi setelah urutan peristiwa dalam
script terjadi
terjadi.
Contoh Script
p
z
Jalur (track) : Restoran swalayan (fast
food)
z Peran (Roles) : Tamu pelayan
z Pendukung (Prop) : counter, baki,
makanan,
k
uang, serbet,
b t garam, merica,
i
kecap, pipet, dll.
z Kondisi : tamu lapar – tamu punya uang
Contoh Script
p
z
z
-
Adegan
g ((Scene)) 1 : Masuk
Tamu parkir mobil
Tamu masuk restoran
T
Tamu
antrii
Tamu baca menu, dan memesan makanan
Adegan 2 : Pesanan
Tamu memberikan pesanan kepada pelayan
Pelayan
e aya mengambil
e ga b pesa
pesanan
a da
dan meletakkan
e eta a
makanan di atas baki
Tamu membayar
Contoh Script
p
z
z
z
-
Adegan
g 3 : Makan
Tamu mengambil serbet
Tamu makan dengan
g lahap
p
Adegan 4 : Pulang
Tamu meninggalkan restoran
Tamu naik mobil dan pulang
Hasil
Tamu kenyang
Tamu senang
Frame/Bingkai
g
z
z
z
Bingkai merupakan kumpulan slot-slot yang berisi atribut
untuk
t k mendeskripsikan
d k i ik pengetahuan.
t h
P
Pengetahuan
t h
yang
termuat dalam slot dapat berupa kejadian, lokasi, situasi
ataupun elemen-elemen lainnya.
Bingkai digunakan untuk representasi pengetahuan
deklaratif. Bingkai memuat deskripsi sebuah objek dengan
menggunakan tabulasi informasi yang berhubungan
dengan obyek. Dengan demikian bingkai membantu
menir kan cara seseorang mengorganisasikan informasi
menirukan
tentang sebuah obyek menjadi kumpulan data.
Representasi pengetahuan menggunakan bingkai sesuai
untuk jenis pengetahuan yang memiliki subyek sempit
sempit,
lebih bersifat pasti dan jarang berubah-ubah isinya kecuali
terdapat kondisi khusus.
Contoh Frame
Jaringan
g Semantic
z
Jaringan semantik adalah teknik
representasi pengetahuan yang
digunakan untuk informasi proposisional
proposisional,
sedangkan yang dimaksud dengan
informasi proposisional adalah
pernyataan yang mempunyai nilai benar
atau salah
salah.
Jaringan
g Semantic
z
Representasi
p
jjaringan
g semantik merupakan
p
penggambaran grafis dari pengetahuan yang
memperlihatkan hubungan hirarkis dari obyekobyek.
y
Komponen
p
dasar untuk
merepresentasikan pengetahuan dalam
bentuk jaringan semantik adalah simpul (node)
dan penghubung (link)
(link). Obyek
direpresentasikan oleh simpul. Hubungan
antar obyek-obyek dinyatakan oleh
penghubung yang diberi label untuk
menyatakan hubungan yang
direpresentasikan.
Contoh Jaringan
g Semantic
Kaidah Produksi
z
Kaidah menyediakan cara formal untuk
merepresentasikan rekomendasi,
arahan atau strategi.
arahan,
strategi Kaidah produksi
dituliskan dalam bentuk jika – maka (ifthen) Kaidah if-then
then).
if then menghubungkan
anteseden dengan konsekuensi yang
diakibatkannya.
diakibatkannya
Struktur Kaidah Produksi
z
z
z
z
z
z
z
z
z
IF p
premis THEN konklusi
IF masukan THEN keluaran
IF kondisi THEN tindakan
IF anteseden THEN konsekuen
IF data THEN hasil
IF tindakan THEN tujuan
IF aksi THEN reaksi
IF sebab THEN akibat
IF gejala THEN diagnosa
Contoh Kaidah Produksi
IF mencari jadwal yang cocok
AND peserta = jumlah peserta kuliah
AND h
harii = h
harii kkuliah
li h
AND jam = jam kuliah
THEN CALL jadwal
AND SEND peserta
peserta, hari
hari, jam
AND RETURN jadwal