Game berbasis Artificial Intelligence - PowerPoint Presentation

Slide1

Game berbasis Artificial Intelligence

Pemrograman Game

Eko PrasetyoTeknik InformatikaUniv. Pembangunan Nasional Veteran Jawa Timur2012Slide2

Sistem dalam AI

Sistem

yang menggunakan kecerdasan buatan, akan mencoba untuk memberikan output berupa solusi dari suatu masalah berdasarkan kumpulan pengetahuan yang ada.Untuk membangun suatu sistem yang mampu menyelesaikan masalah, perlu dipertimbangkan 4 hal:Mendefinisikan

masalah

dengan tepat. Pendefinisian ini mencakup spesifikasi yang tepat mengenai keadaan awal dan solusi yang diharapkan.Menganalisis masalah tersebut serta mencari beberapa teknik penyelesaian masalah yang sesuai.Merepresentasikan pengetahuan yang perlu untuk menyelesaikan masalah tersebut.Memilih teknik penyelesaian masalah yang terbaik.

2

Basis

Pengetahuan

Inference Engine

Sistem yang menggunakan AI

MASALAH

SOLUSISlide3

Mendefinisikan Masalah

Sebagai Suatu Ruang

KeadaanMisalkan permasalahan yang dihadapi adalah “Permainan Catur”, maka harus ditentukan: 1. Posisi awal pada papan catur;Posisi awal setiap permainan catur selalu sama, yaitu semua bidak

diletakkan

di atas papan catur dalam 2 sisi, yaitu kubu putih dan kubu hitam3Slide4

Mendefinisikan Masalah

Sebagai Suatu Ruang

Keadaan (2)2. Aturan-aturan untuk melakukan gerakan secara legal;Aturan-aturan ini sangat berguna untuk menentukan gerakan suatu bidak, yaitu melangkah dari satu keadaan ke keadaan lain. Misalkan untuk mempermudah

menunjukkan

posisi bidak, setiap kotak ditunjukkan dalam huruf (a, b, c, d, e, f, g) pada arah horisontal, dan angka (1, 2, 3, 4, 5, 6,7 8) pada arah vertikal. Suatu aturan untuk menggerakkan bidak dari posisi (e,2) ke (e,4), dapat ditunjukkan dengan aturan: IF Bidak putih pada Kotak(e,2), And Kotak(e,3) Kosong, And Kotak(e,4) Kosong

Then Gerakkan bidak

dari (e,2) ke (e,4)

4Slide5

Mendefinisikan Masalah

Sebagai Suatu Ruang

Keadaan (3)3. Tujuan (goal);Tujuan yang ingin dicapai adalah posisi pada papan catur yang menunjukkan kemenangan seseorang terhadap lawannya. Kemenangan ini ditandai dengan posisi Raja yang sudah tidak dapat bergerak lagi

.

Contoh

di atas menunjukkan representasi masalah dalam Ruang Keadaan (State Space), yaitu suatu ruang yang berisi semua keadaan yang mungkin. Kita dapat memulai bermain catur dengan menempatkan diri pada keadaan awal, kemudian bergerak dari satu keadaan ke keadaan yang lain sesuai dengan aturan yang ada, dan

mengakhiri permainan

jika salah

satu telah mencapai tujuan.Sehingga

secara umum, untuk mendeskripsikan masalah dengan baik, harus:Mendefinisikan suatu ruang keadaan;

Menetapkan satu atau lebih keadaan awal;Menetapkan satu atau lebih tujuan

;Menetapkan kumpulan aturan.5Slide6

Ruang Keadaan

Ada

beberapa cara untuk merepresentasikan Ruang Keadaan:Graph KeadaanPohon PelacakanGraph KeadaanGraph terdiri-dari node-node yang menunjukkan keadaan yaitu keadaan awal dan keadaan baru yang akan dicapai dengan menggunakan operator. Node-node dalam graph keadaan saling dihubungkan

dengan

menggunakan arc (busur) yang diberi panah untuk menunjukkan arah dari suatu keadaan ke keadaan berikutnya.Dalam praktiknya, sangatlah sulit untuk menggambarkan graph keadaan.6Slide7

Graph Keadaan

Pada

gambar, ada lintasan 4 dari M ke T, yaitu:M-A-B-C-E-TM-A-B-C-E-H-TM-D-C-E-TM-D-C-E-H-TPada graph ini, ada juga lintasan yang tidak sampai ke tujuan atau menemui jalan buntu, yaitu:M-A-B-C-E-F-GM-A-B-C-E-I-JM-D-C-E-F-GM-D-C-E-I-JM-D-I-JTanpa

mempertimbangkan

arah, akan didapat siklus: D-C-E-I-D, node-node ini akan selalu berulang (pada graph tanpa arah).7A

M

T

4

3

3

5

2

6

4

8

6

7

4

H

I

D

E

J

F

C

B

G

2

1Slide8

Pohon Pelacakan

Untuk

menghindari kemungkinan adanya proses pelacakan suatu node secara berulang, maka digunakan struktur pohon.8

M

A

D

B

C

C

E

E

F

T

H

I

F

T

H

I

I

J

J

J

G

G

T

T

Level-0

Level-1

Level-2

Level-3

Level-4

Level-5

Level-6

Tujuan

Tujuan

Tujuan

Tujuan

Buntu

Buntu

Buntu

Buntu

BuntuSlide9

Pohon Pelacakan

Struktur

pohon digunakan untuk menggambarkan keadaan secara hirarkis. Pohon terdiri dari beberapa node. Node yang terletak pada level-0 disebut dengan nama “akar”. Node akar menunjukkan keadaan awal yang biasanya merupakan topik atau obyek. Node akar ini

terletak

pada level ke nol. Node akar memiliki beberapa percabangan yang terdiri-atas beberapa node successor yang sering disebut dengan nama “anak” dan merupakan node-node perantara. Namun jika dilakukan pencarian mundur, maka dapat dikatakan bahwa node tersebut memiliki predecessor. Node-node yang tidak memiliki anak sering disebut dengan nama node “daun” yang menunjukkan akhir

dari suatu pencarian,

dapat berupa

tujuan yang diharapkan (goal) atau jalan

buntu (dead end). Pada gambar tersebut, sudah tidak terlihat lagi adanya siklus, karena setiap node tidak

diperbolehkan memiliki cabang kembali ke node dengan level yang lebih rendah.9Slide10

Contoh 1: Masalah

teko air

Ada 2 buah teko masing-masing berkapasitas 4 liter (teko A) dan 3 liter (teko B). Tidak ada tanda yang menunjukkan batas ukuran pada kedua teko tersebut. Ada sebuah pompa air yang akan digunakan untuk mengisikan air pada kedua teko

tersebut

.

Permasalahannya: Bagaimanakah kita dapat mengisikan tepat 2 liter air ke dalam teko yang berkapasitas 4 liter ?10

3 liter

(teko B)

4 liter

(teko A)

Air

tak terbatasSlide11

Penyelesaian

A. Identifikasi

ruang keadaan.Permasalahan ini dapat direpresentasikan dengan 2 bilangan integer, yaitu x dan y:x = air yang diisikan pada teko 4 liter (teko A);y = air yang diisikan pada teko 3 liter (teko B);Ruang keadaan: (x,y) sedemikian hingga x{0,1,2,3,4} dan y{0,1,2,3}.B.

Keadaan

awal & tujuan.Keadaan awal, kedua teko dalam keadaan kosong: (0,0);Tujuan, keadaan dimana pada teko 4 liter berisi tepat 2 liter air: (2,n) untuk sembarang n.C. Keadaan teko air.Keadaan kedua teko dapat dilihat pada gambar. 11

(0,0)

(0,1)

(0,2)

(0,3)

(1,0)

(1,1)

(1,2)

(1,3)

(2,0)

(2,1)

(2,2)

(2,3)

(3,0)

(3,1)

(3,2)

(3,3)

(4,0)

(4,1)

(4,2)

(4,3)

Keadaan Awal

TujuanSlide12

Penyelesaian (2)

D. Aturan-aturan

12Aturan ke-Jika

Maka

1.

(x,y)x < 4(4,y)Isi teko A.

2.

(x,y)

y < 3

(x,3)

Isi teko B.

3.

(x,y)x > 0

(x-d,y)Tuangkan sebagian air keluar

dari teko A.

4.

(x,y)

y > 0

(x,y-d)

Tuangkan sebagian air keluar dari teko B.

5.

(

x,y

)

x > 0

(0,y)

Kosongkan teko A dengan membuang airnya ke tanah.

6.

(x,y)

y > 0

(x,0)

Kosongkan teko B dengan membuang airnya ke tanah.

7.

(x,y)

x+y



4 dan y > 0

(4,y-(4-x))

Tuangkan

air

dari

teko

B

ke

teko

A

sampai

teko

A

penuh

.

8.

(x,y)

x+y



3 dan x > 0

(x-(3-y),y)

Tuangkan air dari teko A ke teko B sampai teko B penuh.

9.

(x,y)

x+y



4 dan y > 0

(x+y,0)

Tuangkan seluruh air dari teko B ke teko A.

10.

(x,y)

x+y



3 dan x > 0

(0,x+y)

Tuangkan seluruh air dari teko A ke teko B.

11.

(0,2)

(2,0)

Tuangkan 2 galon air dari teko B ke teko A.

12.

(2,y)

(0,y)

Kosongkan

2

galon

air

di

teko

A

dengan

membuang

airnya

ke

tanah

.Slide13

Penyelesaian (3)

E. Representasi

ruang keadaan dengan pohon pelacakan.Pencarian suatu solusi dapat dilukiskan dengan menggunakan pohon. Tiap-tiap node menunjukkan satu keadaan. Jalur dari parent ke child menunjukkan satu operasi. Tiap-tiap node pada pohon pelacakan ini

memiliki

node-node child yang

menunjukkan keadaan yang dapat dicapai oleh parent.13Slide14

Graph keadaan solusi

14

Isi Teko A (liter)Isi Teko B (liter)

Aturan

yang

dipakai002

0

3

9

3

0

2

3

3

7

4

2

5

0

2

9

2

0

solusi

Contoh

solusi

pada

masalah

teko

airSlide15

Latihan

Bagaimana jika

ada teko A berkapasitas 4 liter dan teko B berkapasitas 5 liter. Bagaimana cara mengisi 2 liter ke salah satu teko ?Bagaimana jika ada teko A berkapasitas 5 liter dan teko B berkapasitas 7 liter. Bagaimana cara mengisi 6 liter ke teko B?Bagaimana jika ada

teko

A

berkapasitas 5 liter dan teko B berkapasitas 7 liter. Bagaimana cara mengisi 1 liter ke salah satu teko ?15Slide16

Contoh 2: Petani

dan 3 bawaannya

Seorang petani akan menyeberang bersama 3 bawaannya, yaitu: seekor kambing, seekor serigala, dan sayur-sayuran dengan sebuah perahu melalui sungai. Perahu hanya bisa memuat petani dan satu penumpang yang lain (kambing, serigala

atau

sayur-sayuran). Jika ditinggalkan oleh petani tersebut, maka sayur-sayuran akan dimakan oleh kambing, dan kambing akan dimakan oleh serigala.Permasalahan: Bagaimana cara petani bersama 3 bawaannya sampai di seberang ?16Slide17

17

Petani

dan 3 bawaannyaSlide18

Penyelesaian

A. Identifikasi ruang

keadaan.Permasalahan ini dapat dilambangkan dengan (Petani, Sayur, Kambing, Srigala.)Nilai 0 berarti didaerah asal, nilai 1 didaerah seberang.  B. Keadaan awal & tujuan.Keadaan awal:Posisi: (0, 0, 0, 0)Tujuan:Posisi: (1,1,1,1)

18Slide19

Penyelesaian (2)

19

C. Keadaan Petani dan 3 bawaannyaAturan ke-Aturan

1.

Petani

dan Kambing menyeberang2.Petani dan Sayuran

menyeberang

3.

Petani

dan

Serigala menyeberang4.

Petani

dan Kambing kembali

5.Petani

dan Sayuran

kembali

6.

Petani

dan

Serigala

kembali

7.

Petani

kembali

D.

Aturan-aturan

Keadaan

awal

TujuanSlide20

Penyelesaian (3)

20

E. Representasi ruang keadaan dengan pohon pelacakanSlide21

Graph keadaan solusi

optimal

21PosisiAturan yang dipakai

(0, 0,

0, 0)

1(1, 0, 1, 0)7(0, 0, 1, 0)

3

(1, 0, 1, 1)

4

(0, 0, 0, 1)

2

(1, 1, 0, 1)

7

(0, 1, 0, 1)

1

(1, 1, 1, 1)

solusi

Contoh

solusiSlide22

Latihan: Keluarga

menyeberang dengan perahu

Ada satu keluarga yang akan menyeberang sungai menggunakan perahu.Keluarga tersebut terdiri dari: Ayah, Ibu, dan 2 anak.Masalahnya kapasitas perahu hanya mampu memuat paling banyak 1 orang dewasa atau 2 anak, jika

melebihi

kapasitas maksimal maka perahu akan tenggelam.Permasalahan: Bagaimana cara satu keluarga tersebut menyeberan sungai ?22Slide23

Latihan: Missionaris

dan Monster

Ada 6 penumpang, terdiri dari 3 missionaris dan 3 monster yang bersama-sama akan menyeberang sungai menggunakan sebuah perahu.Perahu hanya mampu mengangkut maksimal 2 penumpang.Jika disalah satu tepi jumlah missionaris kalah banyak dengan monster maka

missionaris

akan dimakan oleh monster tersebut.Permasalahan: Bagaimana cara menyeberangkan 6 penumpang tersebut ?23Slide24

24

Missionaris

dan MonsterSlide25

Latihan: Keluarga

menyeberang sungai dengan

lampuAda sebuah keluarga terdiri dari keponakan, anak, ibu, ayah, kakek.Mereka akan menyeberangi sungai dengan sebuah jembatan kayu. Jembatan kayu tersebut hanya dapat memuat paling banyak 2 orang.Suasana

saat

itu gelap gulita sehingga untuk menyeberang dibantu dengan lampu penerangan berupa lampu teplok (oplek). Masalahnya, minyak tanah dalam lampu teplok tersebut hanya dapat bertahan untuk menerangi selama 30 menit, terhitung awal sesi penyeberangan. Jika minyak tersebut sudah habis maka lampu

akan mati dan

penyeberangan tidak

dapat dilanjutkan.Karena faktor usia

dan kebiasaan menyeberang sungai, setiap anggota keluarga mempunyai keberanian yang berbeda dalam menyeberangi sungai. Keponakan

dapat menyeberang dalam waktu 1 menit.Anak dapat menyeberang dalam waktu 3 menit.

Ibu dapat menyeberang dalam waktu 6 menit.Ayah dapat menyeberang dalam waktu 8

menit.Kakek dapat menyeberang dalam waktu 12 menit.Aturannya, jika dua orang

bersama-sama menyeberang maka durasi penyeberangan akan mengikuti orang dengan durasi menyeberang

lebih lama.Bagaimana cara tersebut membagi

tugas untuk bisa menyeberangkan

semua anggota keluarga dengan persediaan

minyak

dalam

lampu

teplok

yang

terbatas

tersebut

?

25Slide26

26

Keluarga

menyeberang sungai dengan lampuSlide27

Latihan: Pangeran

berkuda

Ada seorang pengeran yang menunggangi kuda akan melompat dari satu menara ke menara yang lain.Diantara 2 menara itu ada sejumlah spot yang tertata sedemikian rupa sehingga pangeran dapat menggunakannya sebagai batu loncatan ke menara kedua

,

tetapi

dengan syarat:Dia harus melompati semua spot.Mulai dari sebuah spot sembarang dan harus kembali ke spot awal yang dipilih.Setiap spot (selain spot awal yang dipilih) hanya boleh dilewati tepat satu kali.Karena menunggangi kuda, maka pelompatannya harus menggunakan lompatan kuda (seperti permainan catur).Permasalahan

: Bagaimana urutan pelompatan

pangeran

dan kudanya pada spot tersebut ?

27Slide28

28

Pangeran

berkudaSlide29

Saatnya anda

membuat game

Tugas 329