JARINGAN
        SYARAF TIRUAN


Tenia Wahyuningrum, S.Kom., MT
pembahasan



                         Plus
                Konsep
Sejarah   JSB            Minus
                 JST
                          JST
1943, McCulloch dan Pitts
                   Menyimpulkan bahwa kombinasi beberapa
                   neuron sederhana menjadi sebuah sistem
                   neuron akan meningkatkan kemampuan
                   komputasinya
                   Bobot dalam jaringan diatur untuk melakukan
                   fungsi logika sederhana
                   Fungsi aktivasi yang digunakan adalah fungsi
           Pitts   threshold




McCulloh
Manusia bereaksi cepat terhadap perubahan
Mereka
menggunakan
sistem syarafnya
untuk
melakukan
perilaku ini
Struktur syaraf manusia




Otak manusia dengan
  bagian kerja otak
JST
  mencoba meniru
  JSB agar dapat
  menghasilkan respon
  dan perilaku yang
  sama
Struktur otak manusia
                         1012 neuron
                         (sel-sel syaraf)



                            6.1018 sinapsis
                            (penghubung)




Kompleksitas otak
Neuron bekerja berdasarkan
impuls/sinyal yang diberikan padanya, dan
diteruskan ke neuron lain
Kemampuan   otak, merespon
dengan kecepatan tinggi
Contoh : pengenalan
wajah seseorang yang
sedikit berubah
Sel Syaraf (Neuron)
Komponen Penting Neuron
 Dendrit             Dendrit
                      Menerima sinyal kimia
                       listrik dari neuron lain
                     Soma
                      Menjumlahkan semua
                       sinyal yang masuk
                      Jika hasil penjumlahan
                       sinyal cukup kuat atau
                       melebihi threshold, sinyal
       Soma            akan diteruskan ke sel lain
       (cell body)     melalui axon
                     Axon
                      Mengirimkan sinyal ke
      Axon
                       neuron lain
Koneksi Antar Neuron

          axon                  dendrit




        sinapsis

Pengiriman sinyal / informasi terjadi pada sinapsis
Sinapsis memperkuat atau memperlemah sinyal yang
hendak dikirimkan
JST
 “Sistem pemrosesan informasi
dengan karakteristik menyerupai
     jaringan syaraf biologi”
Asumsi
                                        Penghubung
                                        antar neuron
                                        memiliki bobot
                                         yang dapat
                                         memperkuat
  Pemrosesan                                atau
informasi terjadi                       memperlemah
  pada neuron                              sinyal




                    Sinyal dikirimkan                          Untuk
                      antar neuron                         menentukan
                      melalui suatu                      keluaran, setiap
                      penghubung                               neuron
                                                          menggunakan
                                                               fungsi
                                                           aktivasi, yang
                                                           menentukan
                                                         sinyal diteruskan
                                                          ke neuron lain
                                                             atau tidak
Model Neuron

x1
      w1
                                Neuron adalah unit pemroses
x2     w2       Y                informasi yang menjadi dasar
                                 jaringan syaraf tiruan
       w3
x3
Terdiri dari 3 elemen :
  Himpunan unit-unit yang dihubungkan dengan jalur koneksi
  Unit penjumlah yang akan menjumlahkan sinyal masukan
   yang sudah dikalikan dengan bobotnya
  Fungsi aktivasi yang akan menentukan apakah sinyal dari
   input neuron akan diteruskan ke neuron lain atau tidak
Model Neuron

x1
     w1 net=(x1w1+x2w2+x3w3)
x2   w2     Y          y=f(net)=f(x1w1+x2w2+x3w3)

     w3    Y menerima input dari neuron x1, x2, x3 dengan
x3          bobot penghubung masing-masing w1, w2, w3
           Ketiga impuls neuron dijumlahkan :
            net = x1w1+x2w2+x3w3
           Besarnya impuls yang diterima Y mengikuti
            fungsi aktivasi y=f(net)
           Apabila nilai fungsi aktivasi cukup kuat, sinyal
            akan diteruskan ke neuron lain
Karakteristik JST

Ditentukan oleh :
•   Arsitektur jaringan (pola hubungan antar
    neuron)
    –   Jaringan layer tunggal, jaringan layer jamak
•   Metode training/learning (metoda
    menentukan bobot penghubung)
    –   Dengan supervisi (diawasi) atau tanpa supervisi
•   Fungsi aktivasi
    –   Hard limit, sigmoid
Aplikasi JST
•   Pengenalan pola (pattern recognition)
    –   Mengenal huruf, angka, suara, tanda tangan yang
        sudah sedikit berubah
    –   Menyerupai otak manusia yang masih mampu
        mengenali orang yang sudah beberapa waktu tidak
        dijumpai (wajah/bentuk tubuh sedikit berubah)
•   Pengolahan sinyal (signal processing)
    –   Menekan noise dalam saluran telepon
•   Peramalan (forecasting)
    –   Meramal kejadian masa datang berdasarkan pola
        kejadian yang ada di masa lampau
    –   JST mampu mengingat dan membuat generalisasi
        dari apa yang sudah ada sebelumnya
Perkembangan JST
   Model JST formal pertama diperkenalkan oleh
    McCulloch dan Pitts (1943)
   1949, Hebb mengusulkan jaringan Hebb
   1958, Rosenblatt mengembangkan perceptron
    untuk klasifikasi pola
   1960, Widrow dan Hoff mengembangkan
    ADALINE dengan aturan pembelajaran Least
    Mean Square (LMS)
   1974, Werbos memperkenalkan algoritma
    backpropagation untuk perceptron banyak
    lapisan
Kelebihan dan Kelemahan JST
   Kelebihan :
     Banyak aplikasi menjanjikan yang dapat
     dilakukan oleh jaringan syaraf tiruan, terutama
     masalah rumit yang sangat tidak linier


   Kelemahan :
     Ketidakakuratan hasil yang diperoleh
     Bekerja berdasarkan pola yang terbentuk pada
      inputnya
Pertemuan 1

Pertemuan 1

  • 1.
    JARINGAN SYARAF TIRUAN Tenia Wahyuningrum, S.Kom., MT
  • 2.
    pembahasan Plus Konsep Sejarah JSB Minus JST JST
  • 3.
    1943, McCulloch danPitts Menyimpulkan bahwa kombinasi beberapa neuron sederhana menjadi sebuah sistem neuron akan meningkatkan kemampuan komputasinya Bobot dalam jaringan diatur untuk melakukan fungsi logika sederhana Fungsi aktivasi yang digunakan adalah fungsi Pitts threshold McCulloh
  • 4.
    Manusia bereaksi cepatterhadap perubahan
  • 5.
  • 7.
    Struktur syaraf manusia Otakmanusia dengan bagian kerja otak
  • 8.
    JST mencobameniru JSB agar dapat menghasilkan respon dan perilaku yang sama
  • 9.
    Struktur otak manusia 1012 neuron (sel-sel syaraf) 6.1018 sinapsis (penghubung) Kompleksitas otak
  • 10.
    Neuron bekerja berdasarkan impuls/sinyalyang diberikan padanya, dan diteruskan ke neuron lain
  • 11.
    Kemampuan otak, merespon dengan kecepatan tinggi
  • 12.
    Contoh : pengenalan wajahseseorang yang sedikit berubah
  • 13.
  • 14.
    Komponen Penting Neuron Dendrit Dendrit  Menerima sinyal kimia listrik dari neuron lain Soma  Menjumlahkan semua sinyal yang masuk  Jika hasil penjumlahan sinyal cukup kuat atau melebihi threshold, sinyal Soma akan diteruskan ke sel lain (cell body) melalui axon Axon  Mengirimkan sinyal ke Axon neuron lain
  • 15.
    Koneksi Antar Neuron axon dendrit sinapsis Pengiriman sinyal / informasi terjadi pada sinapsis Sinapsis memperkuat atau memperlemah sinyal yang hendak dikirimkan
  • 16.
    JST “Sistem pemrosesaninformasi dengan karakteristik menyerupai jaringan syaraf biologi”
  • 17.
    Asumsi Penghubung antar neuron memiliki bobot yang dapat memperkuat Pemrosesan atau informasi terjadi memperlemah pada neuron sinyal Sinyal dikirimkan Untuk antar neuron menentukan melalui suatu keluaran, setiap penghubung neuron menggunakan fungsi aktivasi, yang menentukan sinyal diteruskan ke neuron lain atau tidak
  • 18.
    Model Neuron x1 w1  Neuron adalah unit pemroses x2 w2 Y informasi yang menjadi dasar jaringan syaraf tiruan w3 x3 Terdiri dari 3 elemen :  Himpunan unit-unit yang dihubungkan dengan jalur koneksi  Unit penjumlah yang akan menjumlahkan sinyal masukan yang sudah dikalikan dengan bobotnya  Fungsi aktivasi yang akan menentukan apakah sinyal dari input neuron akan diteruskan ke neuron lain atau tidak
  • 19.
    Model Neuron x1 w1 net=(x1w1+x2w2+x3w3) x2 w2 Y y=f(net)=f(x1w1+x2w2+x3w3) w3  Y menerima input dari neuron x1, x2, x3 dengan x3 bobot penghubung masing-masing w1, w2, w3  Ketiga impuls neuron dijumlahkan : net = x1w1+x2w2+x3w3  Besarnya impuls yang diterima Y mengikuti fungsi aktivasi y=f(net)  Apabila nilai fungsi aktivasi cukup kuat, sinyal akan diteruskan ke neuron lain
  • 20.
    Karakteristik JST Ditentukan oleh: • Arsitektur jaringan (pola hubungan antar neuron) – Jaringan layer tunggal, jaringan layer jamak • Metode training/learning (metoda menentukan bobot penghubung) – Dengan supervisi (diawasi) atau tanpa supervisi • Fungsi aktivasi – Hard limit, sigmoid
  • 21.
    Aplikasi JST • Pengenalan pola (pattern recognition) – Mengenal huruf, angka, suara, tanda tangan yang sudah sedikit berubah – Menyerupai otak manusia yang masih mampu mengenali orang yang sudah beberapa waktu tidak dijumpai (wajah/bentuk tubuh sedikit berubah) • Pengolahan sinyal (signal processing) – Menekan noise dalam saluran telepon • Peramalan (forecasting) – Meramal kejadian masa datang berdasarkan pola kejadian yang ada di masa lampau – JST mampu mengingat dan membuat generalisasi dari apa yang sudah ada sebelumnya
  • 22.
    Perkembangan JST  Model JST formal pertama diperkenalkan oleh McCulloch dan Pitts (1943)  1949, Hebb mengusulkan jaringan Hebb  1958, Rosenblatt mengembangkan perceptron untuk klasifikasi pola  1960, Widrow dan Hoff mengembangkan ADALINE dengan aturan pembelajaran Least Mean Square (LMS)  1974, Werbos memperkenalkan algoritma backpropagation untuk perceptron banyak lapisan
  • 23.
    Kelebihan dan KelemahanJST  Kelebihan :  Banyak aplikasi menjanjikan yang dapat dilakukan oleh jaringan syaraf tiruan, terutama masalah rumit yang sangat tidak linier  Kelemahan :  Ketidakakuratan hasil yang diperoleh  Bekerja berdasarkan pola yang terbentuk pada inputnya