25
Jaringan Syaraf Tiruan 1/25 Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218) Jaringan Syaraf Tiruan Pendahuluan Otak Manusia Sejarah Komponen Jaringan Syaraf Arisitektur Jaringan Fungsi Aktivasi Proses Pembelajaran Pembelajaran Terawasi Jaringan Kohonen Referensi Sri Kusumadewi – bab 8

Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

  • Upload
    lythuan

  • View
    232

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 1/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

Jaringan Syaraf Tiruan

PendahuluanOtak Manusia

SejarahKomponen Jaringan Syaraf

Arisitektur JaringanFungsi Aktivasi

Proses PembelajaranPembelajaran Terawasi

Jaringan Kohonen

ReferensiSri Kusumadewi – bab 8

Page 2: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 2/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

PENDAHULUAN

• Jaringan Syaraf Tiruan adalah:merupakan salah satu representasibuatan dari otak manusia yang selalu mencoba untukmensimulasikan prosespembelajaran pada otak manusiatersebut. Istilah buatan digunakankarena jaringan syaraf inidiimplementasikan denganmenggunakan program komputeryang mampu menyelesaikansejumlah proses perhitunganselama proses pembelajaran

Page 3: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 3/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

OTAK MANUSIA

• Otak manusia berisi berjuta-juta sel syaraf yang bertugasuntuk memproses informasi.

• Setiap sel syaraf (neuron) akanmemiliki satu inti sel, inti sel iniyang akan bertugas untukmelakukan pemrosesaninformasi.

Page 4: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 4/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

SEJARAH

• Tahun 1940-an, para ilmuwanmenemukan bahwa psikologiotak sama dengan mode pemrosesan yang dilakukanoleh komputer

• Tahun 1943, McCulloch danPitts merancang model formal yang pertama kali sebagaiperhitungan dasar neuron

• Tahun 1954, Farley dan Clark mensetup model-model untukrelasi adaptif stimulus-respondalam jaringan random

Page 5: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 5/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

• Tahun 1958, Rosenblatt mengembangkan konsepdasar tentang perception untukklasifikasi pola

• Tahun 1960, Widrow dan Hoff mengembangkan ADALINE yang dilatih denganpembelajaran Least Mean Square (LMS)

• Tahun 1974, Werbosmemperkenalkan algoritmabackpropagation

• Tahun 1975, Little dan Shaw menggambarkan jaringansyaraf dengan probabilistik

Page 6: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 6/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

• Tahun 1982, Kohonenmengembangkan metodepembelajaran jaringan syaraf yang tidak terawasi untuk pemetaan

• Tahun 1982, Grossbergmengembangkan teori jaringan

• Tahun 1982, Hopfield mengembangkan jaringan syarafreccurent

• Tahun 1985, algoritmapembelajaran dengan mensinBoltzmann

• Tahun 1987, Kosko mengembang-kan jaringan Adaptive Bidirectional Associative Memory (BAM)

• Tahun 1988, dikembangkan fungsiradial bebas

Page 7: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 7/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

KOMPONEN JARINGAN SYARAF

• Neuron, sel syaraf yang akanmentransformasikan informasi yang diterima melalui sambungankeluarnya menuju neuron-neuron yang lain.

• Pada jaringan syaraf, hubunganantar neuron-neuron dikenaldengan nama bobot.

Page 8: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 8/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

• Pada jaringan syaraf, neuron-neuron akan dikumpulkan dalamlapisan-lapisan (layer) yang disebutdengan lapisan neuron (neuron layers)

• Informasi yang diberikan padajaringan syaraf akan dirambatkanlapisan ke lapisan, mulai darilapisan input sampai ke lapisanoutput melalui lapisan yang lainnya, yang dikenal denganlapisan tersembunyi (hidden layer), tergantung pada algoritmapembelajarannya, bisa jadiinformasi tersebut akandirambatkan secara mundur padajaringan.

Page 9: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 9/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

Arsitektur Jaringan• Faktor terpenting untuk

menentukan kelakuan suatuneuron adalah fungsi aktivasi danpola bobotnya.

• Ada beberapa arsitektur jaringansyaraf, antara lain :

a. Jaringan dengan lapisan tunggal(single layer net)

– Hanya memiliki satu lapisan denganbobot-bobot terhubung

– Jaringan ini hanya menerima input kemudian secara langsung akanmengolahnya menjadi output tanpaharus melalui lapisan tersembunyi.

Page 10: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 10/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

b. Jaringan dengan banyak lapisan(multilayer net)

- Memiliki 1 atau lebih lapisan yang terletak diantara lapisan input danlapisan output

- Ada lapisan yang berbobot yang terletak antara 2 lapisan yang bersebelahan

Page 11: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 11/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

• Jaringan dengan lapisankompetitif (compotitive layer net)

Page 12: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 12/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

- Hubungan antar neuron padalapisan kompetitif tidakdiperlihatkan pada diagram arsitektur

A1

AiAj

Am- η

- η

- η- η

- η

- η

1

1

1

1

Page 13: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 13/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

Fungsi Aktivasi

a. Fungsi Undak Biner (Hard Limit)Jaringan dengan lapisantunggal sering menggunakanfungsi undak untukmenkonversi input dari suatuvariabel yang bernilai kontinuke suatu output binerFungsi hard limit dirumuskan

0, jika x ≤ 01, jika x > 0

Y =

Page 14: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 14/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

b. Fungsi Undak Biner (Threshold)Fungsi undak biner denganmenggunakan nilai ambangsering disebut fungsi nilaiambang atau fungsi Heaviside. Dirumuskan :

0, jika x < θ

1, jika x ≥ θ

c. Fungsi BipolarHampir sama dengna fungsiundak biner, hanya saja output yang dihasilkan berupa 1, 0 atau-1

Y =

Page 15: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 15/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

Fungsi Symetric Hard Limitdirumuskan sebagai :

1, jika x > 00, jika x = 0-1, jika x < 0

d. Fungsi Bipolar (denganThreshold)Fungsi yang menghasilkanoutput berupa 1, 0 atau -1

1, jika x ≥ θ-1, jika x < θY =

Y =

Page 16: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 16/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

e. Fungsi Linear (identitas)Fungsi linear memiliki nilaioutput yang sama dengannilai inputDirumuskan : y = x

f. Fungsi Sturating LinearFungsi ini akan bernilai 0 jikainputnya kurang dari -½, danakan bernilai 1 jika inputnyalebih dari ½. Sedangkan jikanilai input terletak antara -½dan ½, maka outputnya akanbernilai sama dengan nilaiinput ditambah ½.

Page 17: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 17/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

Fungsi saturating lineardirumuskan:

1; jika x ≥ 0x + 0,5;jika -0,5 ≤ x ≤ 0,50; jika x ≤ 0

g. Fungsi Symetric Saturating LinearFungsi ini akan bernilai -1 jikainputnya kurang dari -1. Sedangkan jika nilai input terletak antara -1 dan 1, maka outputnya akan bernilaisama dengan nilai inputnya.

Y =

Page 18: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 18/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

Fungsi Symetric Saturating Linear dirumuskan :

1; jika x ≥ 1x ; jika -1 ≤ x ≤ 1-1; jika x ≤ -1

h. Fungsi Sigmoid BinerDigunakan untuk jaringansyaraf yang dilatih denganmenggunakan metodebackpropagation. Memilikinilai pada range 0 sampai 1.

Y =

Page 19: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 19/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

Fungsi sigmoid binerdirumuskan :

1y = f(x) = -------------

(1 + e άx)i. Fungsi Sigmoid Bipolar

- Output dari fungsi inimemiliki range antara 1 sampai -1Fungsinya dirumuskan :

1 - e -xy = f(x) = -------------

(1 + e -x)

Page 20: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 20/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

Proses Pembelajarana. Pembelajaran Terawasi

(supervised learning)Metode pembelajaran padajaringan syaraf disebut terawasijika output yang diharapkan telahdiketahui sebelumnya.

b. Pembelajaran Tak Terawasi(unsupervised learning)Pada metode pembelajaran takterawasi ini tidak memerlukantarget output. Tujuan metode iniadalah pengelompokan unit-unit yang hampir sama dalam suatuarea tertentu.

Page 21: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 21/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

Pembelajaran Terawasi

1. Hebb RuleMetode pembelajaran yang paling sederhana, pembelajaran dilakukandengan cara memperbaikinilai bobot sedemikian rupasehingga jika ada 2 neuron yang terhubung dankeduanya dalam kondisi “on”pada saat yang sama, makabobot antara keduanyadinaikkan

Page 22: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 22/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

2. PerceptionBiasanya digunakan untukmengklasifikasikan suatu tipepola tertentu yang seringdikenal dengan pemisahansecara linear.Algoritma yang digunakanakan mengatur parameter-parameter bebasnya melaluiproses pembelajaran

3. Delta RuleMengubah bobot yang menghubungkan antarajaringan input ke unit output dengan nilai target.

Page 23: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 23/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

4. BackpropagationAlgoritma pembelajaran yang terawasi dan biasanyadigunakan oleh perception dengan banyak lapisan untukmengubah bobt-bobot yang terhubung dengan neuron-neuron yang ada padalapisan tersembunyi

5. Hetroassociative MemoryJaringan yang bobot-bobotnya ditentukansedemikian rupa sehinggajaringan tersebut dapatmenyimapan kumpulan pola.

Page 24: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 24/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

6. Bidirectional Associative MemoryModel jaringan syaraf yang memiliki 2 lapisan dan terhubungpenuh dari satu lapisan kelapisan lainnya. Pada jaringan inidimungkinkan adanya hubungantimbal balik antara lapisan input dan lapisan output.

7. Learning vector QuantizationSuatu metode untuk melakukanpembelajaran pada lapisankompetitif yang terawasi. Suatulapisan kompetitif akan secaraotomatis belajar untukmengklasifikasikan vektor-vektorinput. Kelas-kelas yang didapatkan sebagai hasil hanyatergantung pada jarak antaravektor-vektor input

Page 25: Jaringan Syaraf Tiruan - Gunadarma Universityhendrik.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/23068/jaringan-saraf... · menggunakan metode backpropagation. ... Learning vector Quantization

Jaringan Syaraf Tiruan 25/25

Pengantar Kecerdasan Buatan (AK045218)

Pembelajaran TakTerawasi (Jaringan

Kohonen)• Jaringan kohonen pertama kali

diperkenalkan oleh Prf. TeuvoKohonen tahun 1982.

• Pada jaringan ini, suatu lapisanyang berisi neuron-neuron akanmenyusun dirinya sendiriberdasarkan input nilai tertentudalam suatu kelompok yang dikenal dengan istilah cluster

• Selama proses penyusunan diri, cluster yang memiliki vektor bbotpaling cocok dengan pola input akan terpilih sebagai pemenang