Analisis dan Perancangan Perangkat Lunak

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1. Jaringan Saraf Biologi Manusia

Otak manusia memiliki struktur yang sangat kompleks, serta memiliki kemampuan yang luar biasa. Otak terdiri dari neuron-neuron dan penghubung yang disebut sinapsis. Seperti dapat dilihat pada gambar 2.1 Neuron biologi manusia. Neuron bekerja berdasarkan impulssinyal yang diberikan oleh neuron lain. Diperkirakan manusia memiliki 10 9 neuron dan 6x10 18 sinapsis. Dengan jumlah yang begitu banyak, otak mampu mengenali pola, melakukan perhitungan, dan mengontrol organ- organ tubuh dengan kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan komputer digital Puspitaningrum, 2006. Sebagai perbandingan, pengenalan wajah seseorang yang sedikit berubah misal memakai topi, memiliki jenggot dan lainnya akan lebih cepat dilakukan manusia dibandingkan komputer. Pada waktu lahir, otak mempunyai struktur yang menakjubkan karena kemampuannya membentuk sendiri aturan- aturanpola berdasarkan pengalaman yang diterima. Jumlah dan kemampuan neuron berkembang seiring dengan pertumbuhan fisik manusia, terutama pada umur 0-2 tahun. Pada 2 tahun pertama umur manusia, terbentuk 1 juta sinapsis per detiknya. Gambar 2.1 Neuron biologi manusia Medsker Liebowitz, 1994 Axon Synaptic Gap Dendrite of Another Neuron Axon from Another Neuron Axon from Another Neuron Synaptic Gap Soma Dendrite 7 Neuron memiliki 3 komponen penting yaitu dendrit, soma dan axon. Dendrit memiliki fungsi menerima sinyal dari neuron lain. Sinyal tersebut berupa impuls elektrik yang dikirim melalui celah sinaptik melalui proses kimiawi. Sinyal tersebut dimodifikasi diperkuatdiperlemah di celah sinaptik. Berikutnya, soma menjumlahkan semua sinyal-sinyal yang masuk. Kalau jumlahan tersebut cukup kuat dan melebihi batas ambang threshold, maka sinyal tersebut akan diteruskan ke sel lain melalui axon. Frekuensi penerusan sinyal berbeda-beda antara satu sel dengan yang lain. Neuron biologi merupakan sistem yang fault tolerant dalam 2 hal. Pertama, manusia dapat mengenali sinyal input yang agak berbeda dari yang pernah kita terima sebelumnya. Sebagai contoh, manusia sering dapat mengenali seseorang yang wajahnya pernah dilihat dari foto, atau dapat mengenali seseorang yang wajahnya agak berbeda karena sudah lama tidak dijumpainya. Kedua, otak manusia tetap mampu bekerja meskipun beberapa neuronnya tidak mampu bekerja dengan baik. Jika sebuah neuron rusak, neuron lain kadang-kadang dapat dilatih untuk menggantikan fungsi sel yang rusak tersebut.

2.2. Jaringan Saraf Tiruan

2.2.1. Latar belakang Jaringan saraf tiruan dibuat pertama kali pada tahun 1943 oleh Neurophysiologist McCulloch dan Logician Walter Pits. McCulloch dan Pits menyimpulkan bahwa kombinasi beberapa neuron sederhana menjadi sebuah sistem neural akan meningkatkan kemampuan komputasinya. Bobot dalam jaringan yang diusulkan oleh McCulloch dan Pits diatur untuk melakukan fungsi logika sederhana. Pada tahun 1958, Rosenblatt memperkenalkan dan mulai mengembangkan model jaringan yang disebut Perceptron. Metode pelatihan diperkenalkan untuk mengoptimalkan hasil iterasinya. Tahun 1960, Widrow dan Hoff mengembangkan perceptron dengan memperkenalkan aturan pelatihan jaringan, yang dikenal sebagai aturan delta atau sering disebut kuadrat rata-rata terkecil. Aturan ini akan mengubah bobot perceptron apabila keluaran yang dihasilkan tidak sesuai dengan target yang diinginkan. Apa yang dilakukan peneliti terdahulu hanya menggunakan jaringan dengan layer tunggal