SISTEM PAKAR PADA PERANGKAT MOBILE UNTUK DIAGNOSIS HAMA PENYAKIT TANAMAN PADI

Transkripsi

1 SISTEM PAKAR PADA PERANGKAT MOBILE UNTUK DIAGNOSIS HAMA PENYAKIT TANAMAN PADI Abdul Djohar *, Bambang Pramono ** Jurusan Teknik Elektro Universitas Halu Oleo Kampus Hijau Bumi Tridharma Anduonohu Kendari, Indonesia *) *) Abstrak Dalam rangka mendukung program swasembada beras nasional maka para penyuluh, petugas lapang bahkan petani perlu dibekali dengan informasi yang memadai tentang masalah lapang tanaman padi. Kebutuhan informasi yang cepat dan tepat dari seorang pakar pertanian sangatlah dibutuhkan untuk meningkatkan produktifitas beras. Hal inilah yang mendorong peneliti melakukan pengembangan perangkat lunak sebuah sistem pakar berbasis perangkat mobile untuk mendiagnosis hama penyakit tanaman padi. Perkembangan teknologi memungkinkan Sistem Pakar ( expert system) dapat diaplikasikan penggunaannya dalam perangkat mobile. Dengan memanfaatkan fasilitas yang terdapat pada perangkat mobile, memungkinkan user menggunakan aplikasi sesuai kebutuhannya. Aplikasi sistem pakar yang akan dibangun memberikan kemudahan dalam mengetahui informasi berbagai jenis hama dan penyakit tanaman, serta informasi cara pengendaliannya atau penanganannya. Dengan menggunakan model konsultasi seperti layaknya seorang pakar pertanian akan diimplementasikan sebuah sistem untuk mengetahui hasil diagnosis hama penyakit tanaman padi. Sistem pakar yang akan diimplementasikan pada perangkat mobile menggunakan Basis Pengetahuan (Knowledge Base). Dimana basis pengetahuan berupa representasi pengetahuan dari pakar yang tersusun atas fakta dan kaidah. Sistem yang dibangun akan merespon dengan mencarikan solusi yang diambil dari database berbasis pengetahuan. Proses penyampaian informasi menggunakan perangkat mobile dengan meminta request dari user. Request tersebut akan diproses dalam sistem, selanjutnya solusi akan dikirim kembali ke user menggunakan teknik Binary Tree Search. Sistem aplikasi akan mampu memberikan informasi yang optimal secara timbal balik antara user dan sistem. Keywords : Expert system, Perangkat Mobile, Knowledge Base Binary Tree Search 1. Pendahuluan Kemajuan teknologi komunikasi berkembang sangat pesat, salah satunya ditemukan perangkat komunikasi bernama handphone. Seiring perkembangan teknologi informasi, perangkat mobile ini dilengkapi pula dengan sistem operasi seperti layaknya personal computer, sehingga teknologi handphone saat ini mampu menyediakan informasi yang cepat, efisien dan akurat. Penyampaian informasi menggunakan perangkat mobile seperti handphone atau telepon seluler (ponsel) memiliki berbagai keterbatasan yaitu ukurannya yang kecil, karena umumnya pengguna menginginkan perangkat kecil dan ringan serta mudah dibawa kemana-mana ( portable). Selain itu handphone memiliki kapasitas memory yang terbatas sehingga sangat mempengaruhi dalam pembuatan program aplikasi, maka perlu diperhatikan sistem operasi dari perangkat tersebut. Ada keterbatasan lain yang sangat mempengaruhi yaitu memiliki layar atau tampilan yang terbatas, dimana perangkat ini membutuhkan sedikit daya listrik, karena handphone atau perangkat mobile lainnya menggunakan energi tenaga baterai. Keterbatasan itu justru dapat dimanfaatkan sebagai media informasi untuk memberikan data-data berkaitan dengan masalah hama dan penyakit tanaman padi. Handphone dapat dimanfaatkan oleh petani karena mudah dibawa ke lapangan dan mudah cara penggunaannya. Dalam penelitian ini akan diimplementasikan expert system (sistem pakar) pada perangkat mobile. Sistem Pakar adalah salah satu bagian dari kecerdasan buatan yang mengandung basis pengetahuan atau data pengalaman dari satu atau banyak pakar menjadi area pengetahuan tertentu, sehingga setiap orang dapat menggunakannya untuk memecahkan berbagai masalah yang bersifat spesifik dengan mengambil acuan dari basis data pengetahuan yang tersimpan. Penggunaan sistem pakar di bidang pertanian khususnya tanaman padi sangat bermanfaat dalam mengatasi permasalahan di lapangan, terutama para petani dapat memperoleh informasi hama dan penyakit serta penanganannya melalui media komunikasi seperti handphone. Sehingga diharapkan petani dapat secara langsung mengambil keputusan yang tepat terhadap

2 Proceedings Seminar Nasional Teknik Elektro (FORTEI 2016). Hal.104 masalah pertanian. Hal ini akan memberikan dampak positif pada produktivitas pertanian. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah maka peneliti mengambil beberapa rumusan masalah sebagai berikut : Bagaimana membangun aplikasi pada perangkat mobile, walaupun small device tersebut memiliki beberapa keterbatasan namun mampu menyampaikan informasi berkiatan dengan hama penyakit dan cara penanganan masalah tanaman padi. Bagaimana menerapkan metode expert system pada aplikasi perangkat mobile dengan menggunakan teknik penelusuran pohon biner ( binary tree search) dalam pencarian solusi. TINJAUAN PUSTAKA Expert System (Sistem Pakar) Sistem pakar merupakan salah satu cabang kecerdasan buatan yang mempelajari bagaimana meniru cara berpikir seorang pakar dalam menyelesaikan suatu permasalahan, membuat keputusan maupun mengambil kesimpulan sejumlah fakta. Kajian pokok dalam sistem pakar adalah bagaimana mentransfer pengetahuan yang dimiliki oleh seorang pakar ke dalam komputer, dan bagaimana membuat keputusan atau mengambil kesimpulan berdasarkan pengetahuan itu. Salah satu cabang ilmu komputer yang dapat membantu manusia adalah kecerdasan buatan atau artificial intelligence. Kecerdasan buatan adalah cabang ilmu komputer yang bertujuan untuk membuat sebuah komputer dapat berpikir dan bernalar seperti manusia. Tujuan praktis dari kecerdasan buatan ini adalah membuat komputer semakin berguna bagi manusia. Kecerdasan buatan dapat membantu manusia dalam membuat keputusan, mencari informasi secara lebih akurat, atau membuat komputer lebih mudah digunakan dengan tampilan yang menggunakan bahasa natural sehingga mudah dipahami. Salah satu bagian dari sistem kecerdasan buatan adalah sistem pakar dimana sistem pakar adalah bagian dari ilmu Kecerdasan buatan yang secara spesifik berusaha mengadopsi kepakaran seseorang di bidang tertentu ke dalam suatu sistem komputer. Modul dan Struktur Penyusun Sistem Pakar Aplikasi yang diimplementasikan pada perangkat mobile menggunakan Model Konsultasi ( Consultation Mode). Pada sistem ini expert system berada pada posisi memberikan jawaban atas permasalahan yang diajukan oleh user. Pengguna berinteraksi dengan sistem dengan menjawab pertanyaan-pertanyaan yang diajukan oleh sistem, sampai akhirnya ditemukan solusi dari permasalahan tersebut. Struktur Sistem Pakar menggunakan Basis Pengetahuan (Knowledge Base), Basis pengetahuan merupakan komponen utama dari suatu sistem pakar yang terdiri dari fakta dan kaidah yang akan diimplementasikan pada perangkat lunak. Binary Tree (Pohon Biner) Proses pencarian solusi dari aplikasi perangkat mobile menggunakan konsep teori graf. Dimana teori graf merupakan representasi dari suatu masalah yang digambarkan dalam sekumpulan noktah/simpul ( node) yang saling terhubung yang direpresentasikan dalam bentuk garis (sisi). Teori graf yang diaplikasikan dalam penelitian ini menggunakan struktur hirarki. Struktur hirarki ini biasa dikenal dengan nama pohon ( tree). Tree merupakan graf yang tak berarah dengan sifat hanya terdapat sebuah lintasan unik di antara setiap pasang simpul. Tree tidak mengandung sirkuit atau berputar ( cycle/siklus), jadi setiap pasang simpul dalam tree yang terhubung memiliki lintasan tunggal. Pada aplikasinya simpul hirarki yang paling tinggi diperlakukan sebagai akar ( root). Apabila sudah ditentukan root maka yang simpul lain akan mengikuti dari simpul induknya. Konsep tree yang diimplementasikan menggunakan terminologi Pohon Biner ( Binary Tree). Struktur pohon biner merupakan pohon yang setiap simpul cabangnya mempunyai maksimum dua buah anak. Anak yang pertama biasa disebut anak kiri (left child) dan anak kanan (right child). Dalam penelitian ini, representasi pohon biner penggunaan anak kiri apabila user menjawab pertanyaan betul dan penggunaan anak kanan apabila menjawab salah. Hama dan Penyakit Tanaman Padi Khusus masalah tanaman padi, peneliti mengambil acuan dari buku panduan Masalah Lapang Hama, Penyakit, Hara pada Padi. Dimana basis pengetahuan untuk aplikasi sistem pakar disadur dari referensi Rice Knowledge Bank dan beberapa sumber lainnya, termasuk hasil penelitian di Indonesia (Tim Penyusun: Mahyuddin Syam, Suparyono, Hermanto, Diah Wuryandari S. 2007). Adapun data-data Hama dan Penyakit Tanaman Padi yang akan diimplementasikan pada perangkat lunak sebagai akusisi pengetahuan atau proses mengumpulkan data pengetahuan sebagai acuan basis data. 2. Metode Penelitian Metode Pengumpulan Data Dalam proses membangun perangkat lunak, peneliti mulai mengumpulkan data melalui studi literatur. Studi literatur merupakan proses pencarian informasi dari berbagai sumber. Literatur tersebut dikumpulkan dan dihimpun menjadi informasi yang relevan dalam membangun perangkat lunak expert system. Salah satu literatur yang dijadikan panduan untuk expert system adalah Masalah Lapang Hama, Penyakit, Hara pada Padi yang disadur dari Rice Knowledge Bank.

3 Proceedings Seminar Nasional Teknik Elektro (FORTEI 2016). Hal.105 Literatur tersebut dijadikan referensi utama sebagai basis pengetahuan untuk merepresentasikan fakta dan kaidah dari seorang pakar. Fakta adalah informasi tentang objek, peristiwa atau situasi. Sedangkan kaidah adalah cara untuk membangkitkan fakta baru dari data yang sudah tersimpan. Data-data yang dikumpulkan merupakan merepresentasikan basis pengetahuan yang peneliti buat ke dalam bentuk table atau skema/diagram tertentu, sehingga dapat diketahui relasi atau keterhubungan antara suatu data dengan data yang lainnya. Teknik ini membantu peneliti dalam memahami struktur data pengetahuan yang akan dibuat sistem aplikasinya. Data yang disimpan dalam Basis Pengetahuan adalah gejala-gejala umum yang dialami tanaman padi. Daftar gejala dan hama penyakit padi ditampilkan pada tabel berdasarkan urutan kesamaan gejala yang sering muncul. Setiap gejala akan berelasi dengan penyakit yang diderita oleh tanaman padi. Pada tabel dapat lihat dimana setiap kolom merepresentasikan gejala, dan setiap baris merepresentasikan hama penyakit tanaman padi. Simbol tercentang ( ) yang terdapat di tengah tabel menunjukan relasi antara gejala dan hama penyakit tertentu. Arsitektur Aplikasi pada Perangkat Mobile Diagram Arsitektur sistem pakar yang diimplementasikan pada perangkat mobile untuk mendiagnosis hama penyakit tanaman padi, sebagai berikut : Gambar 1. Diagram Arsitektur Perangkat Lunak pada Expert System Hama Penyakit tanaman Padi Arsitektur perangkat lunak pada sistem pakar hama penyakit tanaman padi secara garis besar terbagi menjadi empat bagian, yaitu : Komponen antar muka ( interface), merupakan model konsultasi antara pengguna dan perangkat mobile, dimana sistem akan menanyakan gejala tanaman padi dan user akan menjawab pertanyaan tersebut. Komponen utama dari sistem pakar, dimana proses mencarian solusi menggunakan binary tree search diimplementasikan. Komponen yang berisi modul-modul struktur basis data pengetahuan menggunakan teknologi J2ME. Komponen dari tampilan output merupakan hasil diagnosis hama dan penyakit tanaman padi yang terdiri dari gejala umum pada tanaman padi, cara penanganan dan gambar. Aliran Proses Perangkat Lunak Sistem Pakar Aliran proses perangkat lunak menunjukan suatu aktivitas bersama yang melibatkan input, proses dan output yang diimplementasikan pada perangkat lunak. Dimana terjadi transformasi dari data masukan yang diolah menjadi informasi yang berguna bagi user. Aliran proses dimulai dengan menampilkan data gejala tanaman padi pada layar perangkat mobile. Pengguna harus merespon setiap pertanyaan yang muncul. Pengguna akan menjawab dengan pernyataan betul atau tidak. Sistem kembali akan merespon apabila pengguna menjawab betul maka melakukan proses penelusuran anak di sebelah kiri dan apabila menjawab tidak akan melakukan penelusuran ke anak di sebelah kanan dari struktur pohon biner. Sistem akan melakukan proses perulangan sampai ke bagian bawah dari struktur pohon biner. Kondisi perulangan akan berhenti apabila sebuah node sudah tidak mempunyai anak baik di sebelah kiri ataupun di sebelah kanan. Akhir dari kondisi perulangan merupakan proses akhir penelusuran pohon biner untuk menentukan hasil diagnosis hama penyakit tanaman padi. Setiap gejala yang dijawab betul oleh pengguna akan dikumpulkan dalam basis data pengetahuan, kemudian sistem akan menghitung prosentase tingkat kebenaran hama penyakit yang dialami. Nilai bobot prosentase terbesar akan ditampilkan pertama kali pada layar perangkat mobile berupa informasi gejala umum, profil hama penyakit dan cara penanganan beserta gambarnya. Arsitektur perangkat lunak adalah struktur sistem dari suatu program atau sistem aplikasi yang terdiri dari komponen-komponen perangkat lunak, ciri yang tampak secara eksternal dan internal dari komponen-komponen serta hubungan antar komponen tersebut.

4 Proceedings Seminar Nasional Teknik Elektro (FORTEI 2016). Hal.106 Start Tampil Daftar Pertanyaan gejala tanaman padi Jawab Y/T? Tidak Ya Penelusuran ke node/anak di sebelah kiri Penelusuran ke node/anak di sebelah kanan Ya Periksa Apakah node tsb memiliki anak? Tidak Diagnosis Jenis Hama Penyakit Padi Tentukan cara penanganan penyakit Ulang End Tidak Gambar 2. Diagram Aliran Proses Perangkat Lunak Sistem Pakar pada Perangkat Mobile dalam mendiagnosis Tanaman Padi 3. Hasil dan Pembahasan Ya Gambar 3. Tampilan Aplikasi Expert system bagian Menu Utama Tampilan Form Daftar Hama Penyakit Saat user memilih pilihan yang pertama yaitu Data Menu dan Penyakit, maka akan muncul daftar hama penyakit pada tanaman padi. Pada bagian ini user akan memilih salah satu dari daftar tersebut untuk dapat mengetahui uraian selengkapnya. Adapun tampilan Daftar hama penyakit tanaman padi sebagai berikut : Hasil Output Aplikasi Hasil output aplikasi menggambarkan bagaimana sebuah program aplikasi dapat berinteraksi dengan manusia. Keseluruhan interface dimulai dari memodelkan sistem kemudian diuraikan secara rinci ke dalam beberapa tampilan Form, tujuannya adalah untuk mencapai fungsi sesuai dengan kebutuhan pengguna. Tampilan Output Interface Form Menu Perangkat lunak yang akan digunakankan oleh user, diawali dengan menampilkan struktur menu, tujuannya untuk memudahkan user dalam mengoperasikan aplikasi. Saat program dijalankan akan muncul tampilan menu dengan tiga pilihan, yaitu Data Hama dan Penyakit, Konsultasi hama dan penyakit dan Keluar. Adapun tampilan aplikasi menu utama adalah sebagai berikut. Gambar 4. Tampilan Form Daftar Hama dan Penyakit

5 Proceedings Seminar Nasional Teknik Elektro (FORTEI 2016). Hal.107 Tampilan Output Uraian Lengkap Hama dan Penyakit Apabila user memilih salah satu hama dan penyakit tanaman padi, contoh Penyakit Virus Kerdil Rumput maka akan muncul keterangan selengkapnya berkaitan dengan penyakit tersebut. Tampilan Hasil Konsultasi Menentukan Hama Penyakit Tanaman Padi Apabila user telah menjawab pertanyaan, maka sistem akan merespon setiap pertanyaan dan memperkirakan pertanyaan berikutnya, dengan menggunakan proses penelusuran Binary Tree Search, akhirnya akan disimpulkan hama penyakit dari tanaman padi dan cara penanganannya, beserta gambarnya. Gambar 5. Tampilan Aplikasi bagian Keterangan Hama Penyakit Tampilan Output Menu Konsultasi Hama dan Penyakit Menu pilihan kedua pada aplikasi expert system (tinjau gambar 3) yaitu Konsultasi Hama dan Penyakit. Pada bagian inilah komponen utama dari metode expert system diimplementasikan, dimana sistem aplikasi akan meminta pada user untuk menjawab sejumlah pertanyaan dari gejala tanaman padi secara berulang sampai diketemukan hama penyakit tanaman padi. Proses menjawab pertanyaan kepada user adalah ya atau tidak, hal ini sangat menentukan pertanyaan berikutnya. Sebagai ilustrasi, contoh pertanyaan Ciri Tanaman Padi Bulir padi hampa (kosong) apabila user menjawab ya maka pertanyaan berikutnya adalah Ciri Tanaman Padi tanamannya kerdil, dan apabila user menjawab tidak maka akan muncul pertanyaan berikutnya Ciri Tanaman Padi daun mengering. Pertanyaan muncul berdasarkan struktur hirarki dari proses penelusuran Binary Tree Search. Gambar 7. Tampilan Keterangan Cara Penanganan dan Gambar Hama Penyakit 4. Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilaksanakan, secara umum tujuan dari penelitian telah tercapai, yaitu dengan telah dibuatnya aplikasi sistem pakar berbasis pengetahuan pertanian dalam mendiagnosa hama, penyakit pada tanaman padi dan dapat diimplementasikan dalam perangkat mobile. Sedangkan secara khusus ada beberapa kesimpulan yang dapat diambil, yaitu : Pengembangan sistem aplikasi berbasis sistem pakar telah dilakukan, dengan hasil cukup optimal. Dengan menggunakan teknik Binary Tree Search, dimana sistem dapat melakukan pencarian solusi yang berhubungan dengan informasi hama dan penyakit tanaman padi. Informasi dapat ditampilkan pada perangkat mobile, dalam penelitian ini menggunakan handphone nokia dengan sistem operasi Symbian. Informasi yang dihasilkan berupa data gejala, hama penyakit tanaman padi, solusi dan cara penanganannya. Adapun proses dalam sistem yaitu melakukan request pada user untuk menjawab sejumlah pertanyaan yang berkaitan dengan gejala tanaman padi secara berulang, kemudian sistem akan merespon jawaban user untuk menentukan hama penyakit tanaman padi. Gambar 6. Tampilan Form Konsultasi Gejala Hama Penyakit Padi

6 Proceedings Seminar Nasional Teknik Elektro (FORTEI 2016). Hal.108 Referensi [1] Deasy Astrid Natalia, 2006, Pembangunan Sistem Pakar pada perangkat mobile dengan wml dan php untuk penyakit paru pada anak, Proyek akhir, Politeknik Elektronik, ITS. [2] Mahyuddin Syam, Suparyono, Hermanto, Diah Wuryandari S. 2007, Hama, penyakit, hara pada padi masalah lapang, Cetakan ke 3, Puslitbang Pertanian Tanaman Pangan dan International Rice Research Institute. [3] Rinaldi Munir, 2001, Matematika Diskrit, cetakan pertama, Penerbit Informatika Bandung. [4] T. Sutojo, S.Si., M.Kom., Edy Mulyanto,S.Si., M.Kom., Dr.Vincent Suhartono, Kecerdasan Buatan. Penerbit Andi yogyakarta. [5] William Siler and James J. Buckley, 2005, Fuzzy Expert systems and Fuzzy Reasoning, John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey. [6] Stuart J. Russell and Peter Norvig, 1995, Artificial Intelligence A Modern Approach, Prentice-Hall, Inc. A Simon & Schuster Company, Englewood Cliffs, New Jersey [7] Kim Topley, 2002, J2ME in a Nutshell A Desktop Quick Reference, O'Reilly, ISBN: X. [8] Turban, E, 1995, Decicion Support System and Expert systems, Prentice Hall International Inc., USA. [9] Giarratano, J.C and Riley G, 1994, Expert systems: Principles and Programming, 2nd edition, PWS Publishing Co, USA. [10] Roger S, Pressman, Ph. D (2001), Software Engineering, A Practitioner s Approach. The McGraw-Hill Company, Inc