Sistem Pakar Identifikasi Penyakit Tanaman Kacang Tanah Menggunakan Metode Fuzzy Mamdani Berbasis Android
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer e-ISSN: 2548-964X
Vol. 2, No. 8, Agustus 2018, hlm. 2840-2845 http://j-ptiik.ub.ac.id
Sistem Pakar Identifikasi Penyakit Tanaman Kacang Tanah Menggunakan
Metode Fuzzy Mamdani Berbasis Android
1 2 3 1,2Arifandi Wahyu Widianto , Nurul Hidayat , Moch. Cholil Mahfud
Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya 3 1 Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP), Badan Litbang Pertanian 2 3 Email: arifandiwahyu245@gmail.com, ntayadih@ub.ac.id, cholil_mohammad@yahoo.com
Abstrak
Kacang tanah (Arachis hypogaea L.) adalah salah satu komoditas tanaman penting setelah tanaman jagung dan kedelai. Selain itu, produksi kacang tanah di belum mencukupi kebutuhan dan sering mengalami gagal panen. Salah satu penyebab hal itu adalah penyakit pada kacang tanah itu sendiri. Untuk mengatasi masalah penyakit pada kacang tanah dilakukan dengan membuat sistem identifikasi penyakit, sehingga mempermudah pengendalian. Metode yang digunakan adalah logika fuzzy mamdani dan forward chaining, logika fuzzy Mamdani untuk menentukan nilai dan hasil diagnosis penyakit dari gejala yang ditimbulkan, sedangkan forward chaining digunakan untuk pembobotan nilai. Setelah dilakukan implementasi dan pengujian, didapatkan hasil akurasi antara pakar dengan sistem sebesar 90,00%. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa hasil dari sistem dan pakar sudah sejalan dan memiliki akurasi positif.
: Kacang Tanah, Fuzzy Mamdani, Sistem Pakar, Logika Fuzzy Kata Kunci Abstract
Peanut (Arachis hypogaea L.) is one of important plant commodities after corn and soybean crops. In
addition, peanut production in not sufficient needs and often experience crop failure. One of the causes
of it is the disease in the peanut itself. To overcome the problem of disease in peanuts done by making
disease identification system, thus facilitating the control. The method used is fuzzy mamdani logic and
forward chaining, fuzzy logic of Mamdani to determine the value and result of disease diagnosis of the
phenomenon, while forward chaining is used for weighting value. After the implementation and testing,
obtained the accuracy between experts with the system of 90.00%. From these results can be concluded
that the results of the system and experts are aligned and have a positive accuracy.Keywords: Peanut, Fuzzy Mamdani, Expert System, Fuzzy Logic
mendiagnosis penyakit tersebut (Marwoto dan 1.
PENDAHULUAN Hardaningsih, 2004).
Kacang tanah atau dalam bahasa latin Sebenarnya setiap penyakit tanaman
Arachis hypogaea L. merupakan salah satu sebelum meluas umumnya menunjukkan komoditas tanaman penting di Indonesia gejala-gejala awal dan ringan. Namun para setelah tanaman jagung dan kedelai. Sampai petani sering membiarkan peristiwa ini karena saat ini produksi dalam negeri belum mencukup ketidaktahuan dan mengira gejala yang timbul kebutuhan, dan untuk memenuhi kebutuhan sudah biasa terjadi pada masa pertumbuhan, tersebut Indonesia masih mendatangkan kacang hingga akhirnya gejala yang terjadi tambah tanah dari luar negeri (impor) (Fachruddin, parah dan meluas sehingga terlambat untuk 2000). Hal ini mendorong peningkatan dikendalikan. Pengetahuan petani tentang produksi kacang tanah di Indonesia. Berbagai penyakit tanaman pada kacang tanah sangat masalah yang timbul pada proses peningkatan kurang sehingga dibutuhkan peningkatan agar produksi kacang tanah yaitu adanya faktor dapat melakukan pengendalian seawal penyakit. Pengendalian penyakit kacang tanah mungkin dan dengan tepat, sehingga sering tidak berhasil karena keterlambatan keberadaan penyakit tidak merugikan tanaman melakukan pengendalian akibat keterlambatan kacang tanah (Kayame dan Pongtiku, 2016).
Fakultas Ilmu Komputer
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer
Ahli pertanian mempunyai kemampuan untuk menganalisis gejala-gejala penyakit tanaman tersebut, tetapi untuk mengatasi semua persoalan yang dihadapi petani terkendala oleh waktu dan banyaknya petani yang mempunyai masalah dengan gejala yang timbul dan beberapa kemiripan gejala yang membuat para petani susah melakukan identifikasi penyakit pada tanaman kacang tanahnya.
5. Layu Pythium Layu Pythium dilaporkan penyakit ini terdapat di negara-negara penghasil kacang tanah. Kerugian bervariasi 0-80% tergantung isolat patogen dan varietas kacang tanah. Gejala layu muncul karena sistem perakaran, terutama jaringan pembuluh telah terinfeksi. Tanaman layu permanen mempunyai perakaran jauh lebih sedikit.
Pengendalian bisa dilkukan dengan kultur teknis seperti merendam tanah selama 15-30 hari kemudian diikuti dengan perbaikan drainage sebelum penyemaian dapat mengurangi insiden penyakit.
Bakteri ini dapat menyerang tanaman kacang tanah pada berbagai stadia pertumbuhan.
solanacearum merupakan penyakit penting pada budidaya kacang tanah di Indonesia.
4. Layu Bakteri Penyakit layu bakteri yang disebabkan oleh bakteri Ralstonia solanacearum yang sebelumnya bernama Pseudomonas
3. Belang (Mottle) Penyakit belang pada kacang tanah merupakan penyakit penting dan tersebar luas di daerah pusat pertanaman kacang tanah di Indonesia. Kehilangan hasil akibat serangan penyakit virus belang berkisar 10 -60% tergantung dari jenis kacang tanah, musim dan umur tanaman pada saat terinfeksi. Penyakit tidak mengurangi berat, gaya kecambah, dan ukuran biji, tetapi mengurangi jumlah polong, jumlah biji dan berat kering biji. Makin awal terjadinya infeksi, pengurangan semakin besar.
2. Karat (Rust) Karat adalah penyakit penting secara ekonomi di negara-negara penghasil kacang tanah, menyebabkan kehilangan hasil yang cukup signifikan terutama bila serangannya bersama-sama dengan penyakit bercak daun. Bila penyakit meninfeksi tanaman kacang di awal fase generatif, menyebabkan pengurangan pengisian polong.
pertanaman kacang tanah lahan kering maupun lahan sawah. Penyakit ini sudah menyebar ke seluruh dunia, termasuk Indonesia, umumnya disebut tikka.
arachidicola . Penyakit ini dominan pada
Bercak Daun Bercak daun merupakan salah satu penyakit utama pada kacang tanah yang menurunkan hasil sampai 60%. Bercak daun ini disebabkan oleh Cercospora personata dan Cercospora
Kacang tanah (Arachis hypogaea L.) secara ekonomi merupakan tanaman kacang-kacangan yang menduduki urutan kedua setelah kedelai, sehingga berpotensi untuk dikembangkan karena memiliki nilai ekonomi tinggi dan peluang pasar dalam negeri yang cukup besar. Biji kacang tanah dapat digunakan langsung untuk pangan dalam bentuk sayur, digoreng atau direbus, dan sebagai bahan baku industri seperti keju, sabun dan minyak, serta brangkasannya untuk pakan ternak dan pupuk (Marzuki, 2007). Di Indonesia kacang tanah merupakan salah satu sumber protein nabati yang cukup penting dalam menu makanan. Sebagai bahan konsumsi , kacang tanah diolah dalam berbagai bentuk makanan seperti kue- kue, cemilan, atau hasil olahan lain. Di Indonesia kacang tanah memiliki beberapa nama antara lain kacang cina, kacang brol, dan kacang brudal (Andrianto dan Indarto, 2004).
penjabaran latar belakang tersebut, sistem pakar deteksi penyakit tanaman kacang tanah pada tugas akhir ini menggunakan Fuzzy Mamdani.
Product (Sukandy, 2013). Berdasarkan
Salah satu cara yang bisa digunakan dalam mendeteksi penyakit tanaman kacang tanah adalah penerapan logika fuzzy. Logika fuzzy adalah metodologi sistem kontrol pemecahan masalah yang cocok diimplementasikan pada sistem, mulai dari sistem yang sederhana, sistem kecil, embedded sistem, jaringan PC, multi-channel atau workstation berbasis akuisisi data, dan sistem kontrol (Widiyantoro, 2014). Salah satu metode dalam logika fuzzy adalah metode Mamdani. Metode Mamdani paling sering digunakan dalam aplikasi-aplikasi karena strukturnya yang sederhana, yaitu menggunakan operasi Min-Max atau Max-
2. KACANG TANAH
2.1 Penyakit Kacang Tanah 1.
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer
Komposisi Aturan Ada tiga metode yang digunakan dalam melakukan inferensi sistem fuzzy Mamdani yaitu max, additive, dan probabilistik OR (probor).
sf
Dengan :
( ) = [ , ( ) + ( )] (2)
daerah fuzzy. Secara umum dapat ditulis menggunakan persamaan (2).
bounded-sum terhadap semua output
Metode Additive Pada metode ini, solusi himpunan fuzzy diperoleh dengan cara melakukan
fuzzy aturan ke-i 2.
( ) = nilai keanggotaan konsekuen
kf
( ) = nilai keanggotaan solusi fuzzy sampai aturan ke-i
sf
Dengan :
( ) = [ ( ), ( )] (1)
1. Metode Max Solusi himpunan fuzzy diperoleh dengan cara mengambil nilai maksimum aturan, kemudian menggunakannya untuk memodifikasi daerah fuzzy, dan mengaplikasikannya ke output dengan menggunakan operator OR (union). Jika semua proposisi telah dievaluasi, maka output akan berisi suatu himpunan fuzzy yang merefleksikan kontribusi dari tiap-tiap proposisi. Secara umum dapat ditulis menggunakan Persamaan (1).
fuzzy 3.
6. Busuk Batang Sclerotium Busuk Batang Sclerotium salah satu penyakit yang merugikan, dimana penyakit ini disebabkan jamur Sclerotium rolfsii. Kerugian hasil kacang tanah karena busuk batang
Sistem pakar merupakan cabang dari
Sclerotium
cukup tinggi yaitu antara 13−59% (Nautiyal 2002). Hasil penelitian Budi (2004) menunjukkan bahwa busuk batang S. Rolfsii mengurangi hasil polong kacang tanah sebesar 11% pada Varietas Kelinci.
7. Sapu setan (Witches’ Broom) Penyakit sapu pada kacang tanah dikenal di
Indonesia sejak tahun 1910-an. Untuk pertama kali penyakit ini dilaporkan oleh Rutgers. Rutgers menamakannya sebagai Krulziektie (Curly desease ). Nama ini diberikan berdasarkan gejala yang tampak. Penyakit dapat menurunkan hasil polong mencapai 28- 69%. Penyakit juga dapat menurunkan kandungan protein dan lemak biji tanaman sakit.
8. Gapong Istilah “Gapong” yang mulai dipublikasikan pada tahun 1930-an digunakan untuk menamakan polong kacang tanah yang tidak berisi biji, polong berwarna hitam, kulit polong rapuh dan kadang-kadang diikuti oleh kondisi busuk. Hasil survei tanaman kacang tanah di Kab. Cirebon dan Majalengka pada musim kemarau menunjukkan bahwa istilah gapong digunakan untuk menunjukkan kondisi polong yang tidak sehat dengan beragam keadaan.
3. SISTEM PAKAR
Artificial Intelligence (AI) yang cukup tua
Pada metode mamdani, fungsi implikasi menggunakan operator AND atau fungsi min. Fungsi min akan mencari nilai keanggotaan terkecil antara dua himpunan
karena sistem ini mulai dikembangkan pada pertengahan 1960. Sistem pakar yang muncul pertama adalah General-purpose Problem
Solver (GPS) yang dikembangkan oleh Newel dan Simon (Sutojo, 2011).
4. FUZZY MAMDANI
Metode Fuzzy Mamdani merupakan salah satu dari metode inferensi fuzzy yang paling popular digunakan pada berbagai bidang. Metode ini pertama kali diperkenalkan oleh Ebrahim Mamdani pada tahun 1975. Untuk mendapatkan output, diperlukan empat tahapan
(Kusumadewi & Purnomo, 2004), yaitu: 1.
Pembentukan Himpunan Fuzzy Pada metode mamdani, baik variabel input maupun output dibagi menjadi satu atau lebih himpunan fuzzy 2. Aplikasi Fungsi Implikasi
( ) = nilai keanggotaan solusi fuzzy sampai aturan ke-i
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer kf
( ) = nilai keanggotaan konsekuen
Implementasi antarmuka berfungsi sebagai sarana komunikasi antara pengguna dengan sistem. Implementasi antarmuka pada penelitian ini terdiri dari 5 antarmuka yaitu antarmuka diagnosis, daftar gejala, daftar penyakit, hasil identifikasi dan about . Implementasi antarmuka bisa dilihat pada Gambar 2-6.
IMPLEMENTASI
Gambar 1. Flowchart metode fuzzy mamdani 5.
Flowchart sistem metode fuzzy mamdani bisa dilihat di Gambar 1.
dari Fuzzy Mamdani. Input dari proses defuzzifikasi adalah suatu himpunan fuzzy yang diperoleh dari komposisi aturan- aturan fuzzy, sedangkan output yang dihasilkan merupakan suatu bilangan pada domain himpunan fuzzy dalam range tertentu, maka harus dapat diambil suatu nilai crisp tertentu sebagai output.
Deffuzification merupakan langkah terakhir
Penegasan (deffuzification)
fuzzy aturan ke-i 4.
kf
( ) = nilai keanggotaan konsekuen
( ) = nilai keanggotaan solusi fuzzy sampai aturan ke-i
sf
Dengan :
( ) = ( ( ) + ( ) − ( ) + ( )) (3)
fuzzy . Secara umum dapat ditulis menggunakan persamaan (3).
Pada metode ini, solusi himpunan fuzzy diperoleh dengan cara melakukan product terhadap semua output daerah
aturan ke-i 3. Metode Probabilistik OR
fuzzy
Gambar 2. Antarmuka Diagnosis Gambar 3. Antarmuka Daftar Gejala
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer Gambar 4. Antarmuka Daftar Penyakit
PENGUJIAN DAN ANALISIS
Prosedur pengujian tingkat akurasi dilakukan dengan cara membandingkan hasil diagnosis pakar dengan hasil diagnosis sistem. Dalam pengujian ini terdapat 50 data kasus penyakit tanaman kacang tanah beserta dengan diagnosis pakar. Nilai yang digunakan sebagai acuan diperoleh dari hasil wawancara dengan pakar. Pengujian perbandingan hasil dan akurasi sistem dengan pakar ditunjukkan pada Tabel 1.
23 Bercak daun Bercak daun
17 Layu bakteri Layu bakteri
1
18 Sapu setan Sapu setan
1
19 Sapu setan Sapu setan
1
20 Sapu setan Sapu setan
1
21 Karat Karat
1
22 Sapu setan Sapu setan
1
1
16 Sapu setan Sapu setan
24 Sapu setan Sapu setan
1
25 Layu bakteri Layu bakteri
1
26 Gapong Busuk Batang Sclerotium
27 Sapu setan Sapu setan
1
28 Layu bakteri Layu bakteri
1
29 Karat Karat
1
30 Karat Belang
1
15 Karat Bercak daun
Tabel 1 Perbandingan hasil sistem dengan pakar No Output sistem Output Pakar Hasil Akurasi
7 Layu pythium Layu pythium
1 Sapu setan Sapu setan
1
2 Sapu setan Sapu setan
1
3 Bercak daun Bercak daun
1
4 Sapu setan Sapu setan
1
5 Bercak daun Bercak daun
1
6 Sapu setan Sapu setan
1
1
Gambar 5. Antarmuka Hasil Identifikasi Gambar 6. Antarmuka About 6.
8 Sapu setan Sapu setan
1
9 Layu bakteri Layu bakteri
1
10 Bercak daun Bercak daun
1
11 Layu bakteri Layu bakteri
1
12 Sapu setan Sapu setan
1
13 Layu bakteri Layu bakteri
1
14 Karat Karat
1
Jurnal Pengembangan Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer
database yaitu tabel user, tabel identifikasi,
1
48 Layu pythium Layu pythium
1
49 Karat Karat
1
50 Sapu setan Sapu setan
1 Data diatas adalah data hasil perbandingan sistem dengan pakar.
Jumlah Data Uji = 50 Hasil Sistem yang Sesuai = 45
(%) =
45 50 100 = 90% Berdasarkan hasil perbandingan data uji dan sistem dapat menyimpulkan bahwa tingkat akurasi sistem sebesar 90%. Pengujian ini menggunakan 50 data uji dengan gejala yang di pilih secara acak.
Berdasarkan dari hasil perancangan dan pengujian yang telah dilakukan, maka kesimpulan yang diperoleh adalah sebagai berikut:
1. Rancangan sistem pakar identifikasi penyakit kacang tanah terdiri dari 4 tabel
tabel gejala dan tabel penyakit. Dan terdiri dari 5 user interface yaitu antarmuka proses diagnosis, daftar gejala, daftar penyakit, hasil identifikasi dan about.
1
2. Hasil pengujian sistem pakar kacang tanah dengan metode fuzzy mamdani di penelitian ini dengan 50 uji data kasus yang dipilih secara acak diperoleh dengan tingkat akurasi 90%, penurunan tingkat akurasi disebabkan oleh nilai densitas hasil identifikasi sistem dengan pakar berbeda.
8. DAFTAR PUSTAKA
Andrianto, T.T. dan N. Indarto. 2004. Budidaya dan Analisis Tani Kedelai, Kacang Hijau, Kacang Panjang. Absolut. Yogyakarta. 93 hlm. Fachruddin, Lisdiana. 2000. Budidaya Kacang- Kacangan. Kanisius, Yoyakarta.
Kayame, Pongtiku. 2016. Ilmu Kesehatan Masyarakat Belajar dari Lapangan.
Nulisbuku.com : Jakarta. Kusumadewi, S., dan Purnomo, H., 2004.
Aplikasi Logika Fuzzy untuk Pendukung Keputusan. Yogyakarta: Graha Ilmu. Marwoto, Sri Hardaningsih. 2004. Identifikasi hama penyakit kedelai serta cara pengendaliannya. Lokakrya Pengembangan kedelai melalui pendekatan PTT di lahan kering masam. Balitkabi-BPTP Lampung.
72 hlm.Marzuki, R. 2007. Bertanam Kacang Tanah. Jakarta : Penebar Swadaya. Marzuki, R. 2007. Bertanam Kacang Tanah.
Jakarta : Penebar Swadaya. Nautiyal, M.C. and Purohit, A.N. 2000.
Cultivation of Himalayan Aconites under poly house Condition. Current Science, 78(9): 1062-1063
Sutojo, S.Si., M.Kom., Edy Mulyanto, S.Si., M.Kom., Dr. Vincent Suhartono, 2011, Kecerdasaan Buatan, Yogyakarta.
Widyantoro. 2014. Buku Panduan Bootstarp.
Jakarta: Margotek.
47 Gapong Gapong
46 Belang Belang
31 Layu bakteri Karat
38 Layu bakteri Layu bakteri
1
32 Sapu setan Sapu setan
33 Karat Karat
1
34 Layu bakteri Layu bakteri
1
35 Sapu setan Sapu setan
1
36 Sapu setan Sapu setan
1
37 Sapu setan Sapu setan
1
1
1
39 Karat Karat
1
40 Karat Karat
1
41 Layu bakteri Sapu setan
1
42 Layu bakteri Sapu setan
43 Sapu setan Sapu setan
1
44 Sapu setan Sapu setan
1
45 Gapong Gapong