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:
Pembagian formal language
Formal Language | Apa yang ada di dunia nyata | Apa yang dipercayaagenttentang fakta |
Propositional logic | Facts | True/false/unknown |
First-order logic | Facts, objects, relations | True/false/unknown |
Temporal logic | Facts, objects, relations, times | True/false/unknown |
Probability theory | Facts | Degree of believe 0…1 |
Fuzzy logic | Degree of truth | Degree of believe 0…1 |
- Propositional Logic (Logika Proposisi)
Suatu Proposisi merupakan suatu statemen atau pernyataan yang menyatakan benar (TRUE) atau salah (FALSE). Dalam PropositionalLogic fakta dilambangkan dengan simbol misalnya P, Q dan R.Lambang-lambang tersebut dihubungkan dengan relasi-relasi logika
Dengan menggunakan operator logika:
Tabel Kebenaran Logika
- 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 à Subslots
|
Title à AI. A modern Approach
Author à Russell & Norvig
Year à 2003
|
Contoh di atas dibentuk dalam Frame:
Nama Frame: Burung
|
Orangtua
|
Hewan
|
Anak
|
Kenari, Pipit
|
Mempunyai
|
Sayap
|
Cara Berpindah tempat
|
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 ( yang harus ada )
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
Keuntungan:
1. Mampu memprediksi event yang tidak disebutkan secara eksplisit.
2. Menyediakan cara pembangunan interpretasi tunggal dari sekumpulan observasi.
3. Mampu memfokuskan perhatian pada event yang “tidak biasa”.
Contoh 1:
John pergi ke restaurant kemarin malam. Dia memesan steak. Saat membayar, dia
menyadari uangnya kurang. Dia cepat pulang, karena hujan mulai turun.
Question: Apakah John makan malam?
(Dijawab dengan mengaktifkan Script restaurant)
Dari soal, urutan kejadian normal, sehingga pasti script restaurant berjalan normal, jadi
John pasti melewati tahap makan.
Conceptual Dependency (CD)
Merupakan Strong Slot-and-Filler structure karena menambahkan gagasan khusus tentang: apa tipe objek dan relasi yang diijinkan.
CD : Teori untuk merepresentasikan pengetahuan tentang kejadian yang terkandung dalam kalimat bahasa natural. Dengan catatan: menggambarkan penalaran kalimat dan tidak bergantung bahasa apa.
Contoh: I gave the man a book.
Dalam CD, representasi aksi dibangun dari himpunan aksi primitif, yaitu:
ATRANS | Transfer of abstract relationship (e.g., give) |
PTRANS | Transfer of physical location of an object (e.g., go) |
PROPEL | Application of the physical force to an object (e.g., push) |
MOVE | Movement of a body part by its owner (e.g., kick) |
GRASP | Grasping of an object by an actor (e.g., clutch) |
INGEST | Ingestion of an object by an animal (e.g., eat) |
EXPEL | Expulsion of something from the body of an animal (e.g., cry) |
MTRANS | Transfer of mental information (e.g., go) |
MBUILD | Building new information out of old (e.g., decide) |
SPEAK | Production of sound (e.g., say) |
ATTEND | Focusing of a sense organ toward a stimulus (e.g., listen) |
Terdapat 4 katagori konseptual primitif yang dapat dibangun, yaitu:
- ACTS : aksi
- PPs : objek / gambaran prosedur
- AAs : peubah aksi (pendukung aksi)
- PAs : peubah PPs (pendukung gambaran)
Tenses:
p | Past |
f | Future |
t | Transition |
ts | Start transition |
tf | Finished transition |
k | Continuing |
? | Interrogative |
/ | Negative |
nil | Present |
delta | Timeless |
c | Conditional |
CD tidak bisa membedakan yang alurnya sama. Misalnya : give, take, steal, donate.
CD cocok untuk kalimat yang sederhana. Untuk primitif tingkat tinggi CD merepotkan.
Misal: “John bet Sam $50 that the Mets would win the World Series”
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.
REPRESENTASI PENGETAHUAN LOGIKA PROPOSISI
MINGGU 7
Representasi
pengetahuan dengan symbol logika merupakan bagian dari penalaran eksak.
Bagian yang paling penting dalam penalaran adalah mengambil kesimpulan
dari premis. Logika dikembangkan oleh filusuf Yunani, Aristoteles (abad
ke 4 SM) didasarkan pada silogisme, dengan dua premis dan satu konklusi.
Contoh :
– Premis : Semua laki-laki adalah makhluk hidup
– Premis : Socrates adalah laki-laki
– Konklusi : Socrates adalah makhluk hidup
Cara lain merepresentasikan pengetahuan adalah dengan Diagram Venn. Diagram Venn merepresentasikan sebuah himpunan yang merupakan kumpulan objek. Objek dalam himpunan disebut elemen.
A ={1,3,5,7} , B = {….,-4,-2,0,2,4,…..} , C = {pesawat, balon}
Symbol epsilon ε
menunjukkan bahwa suatu elemen merupakan anggota dari suatu himpunan,
contoh : 1 ε A . Jika suatu elemen bukan anggota dari suatu himpunan
maka symbol yang digunakan ∉, contoh : 2 ∉ A. Jika suatu himpunan
sembarang, misal X dan Y didefinisikan bahwa setiap elemen X merupakan
elemen Y, maka X adalah subset dari Y, dituliskan : X ⊂ Y atau Y ⊃ X.
Operasi-operasi Dasar dalam Diagram Venn:
– Interseksi (Irisan)
C = A ∩ B C = {x ∈ U | (x ∈ A) ∧ (x ∈ B)}
Dimana : ∩ menyatakan irisan himpunan | dibaca “sedemikian hingga” ∧ operator logika AND
– Union (Gabungan)
C = A ∪ B C = {x ∈ U | (x ∈ A) ∨ (x ∈ B)}
Dimana : ∪ menyatakan gabungan himpunan ∨ operator logika OR
– Komplemen
A’ = {x ∈ U | ~(x ∈ A) }
Dimana : ’ menyatakan komplemen himpunan ~ operator logika NOT
Logika Proposisi
Logika
Proposisi disebut juga kalkulus proposisi yang merupakan logika simbolik
untuk memanipulasi proposisi. Proposisi merupakan pernytaan yang dapat
bernilai benar atausalah.
Operator logika yang digunakan :
Operator | Fungsi |
∧ | Konjungsi (AND/DAN) |
∨ | Disjungsi (OR/ATAU) |
~ | Negasi (NOT/TIDAK) |
-> | Implikasi/Kondisional (IF..THEN../JIKA.. MAKA….) |
↔ | Equivalensi/Bikondisional |
(IF AND ONLY IF / JIKA DAN HANYA JIKA)
p ↔q≡(p -> q) ∧(q -> p)
Kondisional merupakan operator yang analog dengan production rule.
Contoh 1 :
“ Jika hujan turun sekarang maka saya tidak pergi ke pasar”
Kalimat di atas dapat ditulis : p -> q
Dimana : p = hujan turun
q = saya tidak pergi ke pasar
Contoh 2 :
p = “Anda berusia 21 atau sudah tua”
q = “Anda mempunyai hak pilih”
Kondisional p -> q dapat ditulis/berarti :
Kondisional | Berarti |
p implies q | Anda berusia 21 tahun atau sudah tua implies Anda mempunyai hak pilih. |
Jika p maka q | Jika Anda berusia 21 tahun atau sudah tua, maka Anda mempunyai hak pilih. |
p hanya jika q | Anda berusia 21 tahun atau sudah tua, hanya jika Anda mempunyai hak pilih. |
p adalah (syarat |
cukup untuk
q)Anda berusia 21 tahun atau sudah tua adalah syarat cukup Anda
mempunyai hak pilih.q jika pAnda mempunyai hak pilih, jika Anda berusia
21 tahun atau sudah tua.q adalah (syarat
perlu untuk p)Anda mempunyai hak pilih adalah syarat perlu Anda berusia 21 tahun atau sudah tua.
Logika Proposisi juga menjelaskan tentang :
Tautologi: pernyataan gabungan yang selalu bernilai benar.
Kontradiksi: pernyataan gabungan yang selalu bernilai salah.
Contingent: pernyataan yang bukan tautology ataupun kontradiksi.
Tabel Kebenaran untuk logika konektif :
p | q | p ^ q | p v q | p -> q | p ↔ q |
T | T | T | T | T | T |
T | F | F | T | F | F |
F | T | F | T | T | F |
F | F | F | F | T | T |
Tabel kebenaran untuk negasi konektif :
REPRESENTASI PENGETAHUAN LOGIKA PREDIKAT
MINGGU 8
Logika Predikat Order Pertama
Logika Predikat
Order Pertama disebut juga kalkulus predikat, merupakan logika yang
digunakan untuk merepresentasikan masalah yang tidak dapat
direpresentasikan dengan menggunakan proposisi. Logika predikat dapat
memberikan representasi fakat-fakta sebagai suatu pernyataan yang mapan (well form).
Sebuah teori tentang beberapa topik biasanya logika orde pertama bersama-sama dengan yang ditentukan domain wacana dimana
variabel diukur berkisar, finitely banyak fungsi yang memetakan dari
domain yang ke dalamnya, finitely banyak predikat didefinisikan pada
domain tersebut, dan satu set rekursif dari aksioma yang diyakini terus
untuk hal-hal. Kadang-kadang “teori” dipahami dalam arti yang lebih
formal, yang hanya satu set kalimat dalam logika orde pertama.
Kata sifat “orde pertama” membedakan orde pertama logika darilogika tingkat tinggi di
mana ada predikat yang memiliki predikat atau fungsi sebagai argumen,
atau di mana salah satu atau kedua bilangan predikat atau fungsi
bilangan diizinkan. Dalam first teori order, predikat sering dikaitkan
dengan set. Dalam ditafsirkan tingkat tinggi teori, predikat dapat
ditafsirkan sebagai set set.
Tidak ada teori orde pertama, bagaimanapun, memiliki kekuatan untuk menggambarkan sepenuhnya dan kategoris struktur dengan domain yang tak terbatas, seperti bilangan asli atau garis nyata .Sistem aksioma kategoris untuk struktur ini dapat diperoleh dalam logika kuat seperti logika orde kedua .
Syarat-syarat symbol dalam logika predikat :
- himpunan huruf, baik huruf kecil maupun huruf besar dalam abjad.
- Himpunan digit (angka) 0,1,2,…9
- Garis bawah “_”
- Symbol-simbol
dalam logika predikat dimulai dengan sebuah huruf dan diikuti oleh
sembarang rangkaian karakter-karakter yang diijinkan.
- Symbol-simbol logika predikat dapat merepresentasikan variable, konstanta, fungsi atau predikat.
Logika Predikat Order Pertama terdiri dari :
Konstanta: objek atau sifat dari semesta pembicaraan. Penulisannya diawali denganhuruf kecil, seperti : pohon, tinggi. Konstanta true(benar) dan false(salah) adalah symbol kebenaran (truth symbol).
Variable : digunakan untuk merancang kelas objek atau sifat-sifat secara umum dalam semesta pembicaraan. Penulisannya diawali dengan huruf besar, seperti : Bill, Kate.
Fungsi : pemetaan (mapping) dari satu atau lebih elemen dalam suatu himpunan yang disebut domainfungsi ke dalam sebuah elemen unik pada himpunan lain yang disebutrangefungsi. Penulisannya dimulai dengan huruf kecil. Suatu ekspresi fungsi merupakan symbol fungsi yang diikuti argument.
Argument adalah elemen-elemen dari fungsi, ditulis diapit tanda kurung dan dipisahkan dengan tanda koma.
Predikat: menamai hubungan antara nol atau lebih objek dalam semesta pembicaraan. Penulisannya dimulai dengan huruf kecil, seperti : equals, sama dengan, likes, near.
Contoh kalimat dasar :
teman(george,allen)
teman(ayah_dari(david),ayah_dari(andrew))
dimana:
argument : ayah_dari(david) adalah george
argument : ayah_dari(andrew) adalah allen
predikat : teman
Quantifier Universal
Hal ini biasanya dilambangkan dengan berbalik A (∀) operator logika simbol,
yang bila digunakan bersama-sama dengan variabel predikat, disebut
quantifier universal (“∀x”, “∀ (x)”, atau kadang-kadang dengan “(x)
“saja). Kuantifikasi Universal berbeda dari kuantifikasi eksistensial (“ada ada”), yang menegaskan bahwa properti atau relasi hanya berlaku untuk setidaknya satu anggota dari domain.
Contoh 1 :
(∀x) (x + x = 2x)
“untuk setiap x (dimana x adalah suatu bilangan), kalimat x + x = 2x adalah benar.”
Contoh 2 :
(∀x) (p) (Jika x adalah seekor kucing -> x adalah binatang).
Kebalikan kalimat “bukan kucing adalah binatang” ditulis :
(∀x) (p) (Jika x adalah seekor kucing -> ~x adalah binatang)
dan dibaca :
– “setiap kucing adalah bukan binatang”
“semua kucing adalah bukan binantang”
Contoh 3:
(∀x) (Jika x adalah segitiga -> x adalah polygon)
Dibaca : “untuk semua x, jika x adalah segitiga, maka x adalah polygon”.
Dapat pula ditulis : (∀x) (segitiga(x) -> polygon(x))
(∀x) (T(x) -> P(x))
Contoh 4 :
(∀x) (H(x) -> M(x))
Dibaca : “untuk semua x, jika x adalah manusia (human), maka x melahirkan (mortal)”.
Ditulis dalam aturan : IF x adalah manusia THEN x melahirkan.
Digambar dalam jaringan semantic :
Quantifier Exsistensial
Hal ini biasanya dilambangkan dengan E berubah (∃) operator logika simbol,
yang bila digunakan bersama-sama dengan variabel predikat, disebut
quantifier eksistensial (“∃x” atau “∃ (x)”) Kuantifikasi eksistensial.
Contoh 1 :
(∃x) (x . x = 1)
Dibaca : “terdapat x yang bila dikalikan dengan dirinya sendiri hasilnya sama dengan 1.”
Contoh 2 :
(∃x) (gajah(x) ∧ nama(Clyde))
Dibaca : “beberapa gajah bernama Clyde”.
Contoh 3 :
(∀x) (gajah(x) -> berkaki empat(x))
Dibaca : “semua gajah berkaki empat”.
Universal quantifier dapat diekspresikan sebagai konjungsi.
(∃x) (gajah(x) ∧ berkaki tiga(x))
Dibaca : “ada gajah yang berkaki tiga”
Existensial quantifier dapat diekspresikan sebagai disjungsi dari
urutan ai. P(a1) ∨ P(a2) ∨ P(a3) …∨ P(aN)
Quantifier dan Set / Jaringan
Set Expression | Logical Equivalent |
A = B | ∀x (x ∈A ↔ x ∈B) |
A ⊆ B | ∀x (x ∈A -> x ∈B) |
A ∩ B | ∀x (x ∈A ∧x ∈B) |
A ∪ B | ∀x (x ∈A ∨x ∈B) |
μ(universe) | T (True) |
φ(empty set) | F (False) |
- Relasi
A proper subset dari B ditulis A ⊂ B, dibaca “semua elemen A ada pada
B”, dan “paling sedikit satu elemen B bukan bagian dari A”.
- Hukum de Morgan berlaku untuk analogi himpunan dan bentuk logika :
Himpunan | Logika |
(A∩B)≡A’∪B’ | ~(p∧q) ≡p∨~q |
(A∪B)≡A’∩B’ | ~(p∨q) ≡p ∧~q |
Contoh :
Diketahui :
E = elephant
R = reptile
G = gray
F = four legged
D = dogs
M = mammals
Set expression | Berarti |
E ⊂M | “elephant termasuk mammals”, tetapi tidak semua mammals adalah elephant |
(E ∩G ∩F) ⊂M | “elephant yang berwarna gray dan memiliki four legged termasuk mammals” |
E ∩R = φ | “tidak ada elephant yang termasuk reptile” |
E ∩G ≠φ | “beberapa elephant berwarna gray” |
E ∩G = φ | “tidak ada elephant yang berwarna gray” |
E ∩G’≠φ | “beberapa elephants tidak berwarana gray” |
E ⊂(G ∩F) | “semua elephants berwarna gray dan memiliki four legged” |
(E ∪D) ⊂M | “semua elephants dan dogs termasuk mammals” |
(E ∩F ∩G) ≠φ | “beberapa elephants memiliki four legged dan berwarna gray” |
Batasan Logika Predikat
Logika proposisional sudah cukup untuk menangani pernyataan-pernyataan yang sederhana.
Pernyataan yang mengandung kata, semua, ada atau kata yang lain tidak bisa diselesaikan.
Untuk pernyataan yang lebih rumit, misal:
A = semua mahasiswa pandai.
B = Badu seorang mahasiswa.
C = Dengan demikian, Badu pasti pandai.
bentuk ekspresi logika
(A ∧ B) → C : tidak bisa dibuktikan!
Bila menginginkan diselesaikan dengan logika proposisi, pernyataan pernyataannya harus dirubah menjadi
A → B = Jika Badu mahasiswa, maka ia pasti pandai.
A = Badu seorang mahasiswa.
B = Dengan demikian, ia pasti pandai
(( A → B) ∧ A) → B
Logika predikat merupakan pengembangan dari logika proposisional dengan masalah pengkuantoran dan menambah istilah-istilah baru.
Istilah dalam Logika Predikat:
Term : kata benda atau subjek
Predikat : properti dari term
Fungsi proposisional=fungsi
Kuantor
– Universal: yang selalu bernilai benar (∀).
Contoh :
- Semua gajah mempunyai belalai
- G(x) = gajah
- B(x) = belalai
Bentuk logika predikat
(∀x)(G(x)→B(x))
Dibaca: untuk semua x, jika x seekor gajah, maka x mempunyai belalai.
– Eksistensial: bisa bernilai benar atau salah(∃).
Contoh :
- Ada bilangan prima yang bernilai genap.
- P(x) = bilangan prima
- G(x) = bernilai genap
Bentuk logika predikat
(∃x)(P(x)∧G(x))
Dibaca: ada x, yang x adalah bilangan prima dan x bernilai genap.
Contoh Logika Predikat:
Nani adalah ibu dari Ratna.
Term=nani , ratna
Predikat=adalah ibu dari
Fungsi=ibu(nani,ratna) ; M(n,r)
Bentuk logika predikat:
M(n,r)→¬M(r,n)