Archive for January, 2011

SEJARAH PERKEMBANGAN JARINGAN SARAF TIRUAN

Posted on January 4, 2011. Filed under: Uncategorized |

Sebelumnya, terima kasih telah mengunjungi blig ini. Ini adalah makalah  yang saya rancang untuk keperluan tugas mata kuliah Jaringan syaraf tiruan, dan sengaja saya upload semata-mata untuk berbagi dengan sesama mahasiswa. mudah mudahan bisa membantu…

Jaringan saraf tiruan diperkenalkan secara sederhana pada tahun 1943 oleh McCulloch dan Pitts [Fausett; 1994]. Pada saat itu McCulloch dan Pitts melalui beberapa komputasi menggunakan neuron-neuron sederhana dapat mengubahnya menjadi sebuah sistem baru (disebut sistem neural) yang mempunya kemampuan komputasi yang lebih baik. Selain itu McCulloch dan Pitts juga mengusulkan pemberian bobot dalam jaringan yang dapat diatur untuk melakukan fungsi logika sederhana. Beliau-beliau ini menggunakan semacam fungsi aktivasi threshold.

Pada tahun 1958, Rosenblatt beserta Minsky dan Papert mulai mengembangkan model jaringan yang disebut dengan perceptron. Dalam model ini mereka mencoba untuk mengoptimalkan hasil iterasinya. Kemudian pada tahun 1960 Widrow dan Hoff mengembangkan model perceptron ini dengan memperkenalkan aturan pelatihan jaringan yang disebut aturan delta (sering juga disebut kuadrat rata-rata terkecil). Aturan tersebut akan mengubah bobot perceptron apabila keluaran yang dihasilkan tidak lagi sesuai dengan target yang telah ditetapkan. Hal inilah yang menyebabkan komputer dapat “belajar” dengan sendirinya; kecepatan belajar dapat diatur dengan menggunakan parameter tertentu.

Perkembangan selanjutnya dibuat oleh Rumelhart (1986) dengan mencoba mengembangkan sistem layar tunggal (single layer) pada perceptron menjadi sistem layar jamak (multilayers), yang kemudian disebut dengan sistem backpropagation. Setelah itu, muncul beberapa model jaringan saraf tiruan lain yang dikembangkan oleh Kohonen (1972), Hopfield (1982), dan lain-lain.

» SISTEM DAN APLIKASI JARINGAN SARAF TIRUAN

Sistem jaringan saraf tiruan merupakan analogi yang berkaitan erat dengan proses berpiir dalam otak manusia. Sesungguhnya jaringan saraf tiruan merupakan pembentukan generalisasi model matematika dengan menggunakan beberapa asumsi, diantaranya:

• Sistem proses informasi terjadi pada banyak elemen sederhana (neuron).
• Sinyal yang dikirimkan di antara neuron-neuron melalui penghubung-penghubung (sinapsis).
• Penghubung antarneuron memiliki bobot yang akan memperkuat atau memperlemah sinyal.
• Untuk menentukan output (target), setiap neuron menggunakan fungsi aktivasi (biasanya bukan merupakan fungsi linear) yang dikenakan pada jumlahan input yang diterima. Besarnya output akan dibandingkan (learning process) dengan suatu batas ambang (threshold).

Dengan demikian, dari asumsi-asumsi tersebut jaringan saraf tiruan ditentukan oleh 3 hal yang paling mendasar:

1. pola hubungan antarneuron (arsitektur jaringan),
2. metode untuk menentukan bobot penghubung (learning atau training method), dan
3. fungsi aktivasi.

Sebagai contoh, perhatikan sistem yang terdapat pada gambar berikut.

Y menerima input dari neuron x₁, x₂, dan x₃ dengan bobot hubungan masing-masing adalah w₁, w₂, w₃. Kemudian ketiga impuls neuron yang ada dijumlahkan (fungsinya disebut net) sebagai berikut:

dan besarnya impulas yang diterima oleh Y mengikuti fungsi aktivasi

Apabila nilai fungsi aktivasi cukup kuat, maka sinyal akan diteruskan. Selain itu, nilai fungi aktivasi (keluaran model jaringan) juga dapat dipakai sebagai dasar untuk mengubah besarnya bobot, sehingga keluaran yang diperoleh sesuai dengan target yang diharapkan.

Hingga saat ini jaringan saraf tiruan telah memiliki beberapa aplikasi yang banyak digunakan dalam kehidupan manusia. Aplikasi yang sering digunakan antara lain:

• Pengenalan pola (pattern recognition)

Jaringan saraf tiruan dapat dipakai untuk mengenali beberapa pola seperti huruf, angka, suara, bahkan tanda tangan. Hal ini sangat mirip dengan otak manusia yang mampu mengenali seseorang, tentu saja yang pernah berkenalan dengan kita.

• Pengolahan sinyal (signal processing)

Jaringan saraf tiruan (terutama model ADALINE (adaptive linear newton)) dapat digunakan untuk menekan derau (noise) dalam saluran telepon.

• Peramalan (forecasting)

Jaringan saraf tiruan juga dapat dipakai untuk meramalkan apa yang terjadi di masa depan berdasarkan pola yang terbentuk di masa lampau. Hal ini dapat dilakukan karena kemampuan jaringan saraf tiruan untuk mengingat dan membuat generalisasi dari apa yang sudah ada sebelumnya.

Selain aplikasi-aplikasi yang telah disebutkan, jaringan saraf tiruan juga memiliki banyak aplikasi yang menjanjikan seperti dalam bidang kontrol, kedokteran, dan lain-lain. Akan tetapi hal yang perlu diingat adalah jaringan saraf tiruan juga memiliki beberapa keterbatasan. Pertama adalah ketidakakuratan hasil yang diperolah karena jaringan saraf tiruan bekerja berdasarkan pola yang terbentuk pada input yang diberikan. Jadi pada dasarnya jaringan saraf tiruan merupakan ilmu komputasi yang disebut soft computing dengan menggunakan otak manusia sebagai analoginya.

Saat ini bidang kecerdasan buatan dalam usahanya menirukan intelegensi manusia, belum mengadakan pendekatan dalam bentuk fisiknya melainkan dari sisi yang lain. Pertama-tama diadakan studi mengenai teori dasar mekanisme proses terjadinya intelegensi. Bidang ini disebut ‘Cognitive Science’. Dari teori dasar ini dibuatlah suatu model untuk disimulasikan pada komputer, dan dalam perkembangannya yang lebih lanjut dikenal berbagai sistem kecerdasan buatan yang salah satunya adalah jaringan saraf tiruan. Dibandingkan dengan bidang ilmu yang lain, jaringan saraf tiruan relatif masih baru. Sejumlah literatur menganggap bahwa konsep jaringan saraf tiruan bermula pada makalah Waffen McCulloch dan Walter Pitts pada tahun 1943. Dalam makalah tersebut mereka mencoba untuk memformulasikan model matematis sel-sel otak. Metode yang dikembangkan berdasarkan sistem saraf biologi ini, merupakan suatu langkah maju dalam industri computer.