IMPLEMENTASI ALGORITMA LRTA* PADA PENCARIAN RUTE TERPEDEK DALAM SEBUAH GAME

Transkripsi

1 IMPLEMENTASI ALGORITMA LRTA* PADA PENCARIAN RUTE TERPEDEK DALAM SEBUAH GAME TUGAS AKHIR Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang Oleh: Chikita Sari Mawardy NIM JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2013 i

2 LEMBAR PERSETUJUAN IMPLEMENTASI ALGORITMA LRTA* PADA PENCARIAN RUTE TERPENDEK DALAM SEBUAH GAME TUGAS AKHIR Oleh : Chikita Sari Mawardy Telah Direkomendasikan Untuk Diajukan Sebagai Judul Tugas Akhir Di Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Yuda Munarko, S.Kom., M. Sc. NIP : Yufis Azhar, S.Kom NIDN : ii

3 LEMBAR PENGESAHAN IMPLEMENTASI ALGORITMA LRTA* PADA PENCARIAN RUTE TERPENDEK DALAM SEBUAH GAME TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata Satu Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh : Chikita Sari Mawardy Tugas Akhir ini telah diuji dan dinyatakan lulus oleh tim penguji pada tanggal 26 Juli 2013 Mengetahui/Menyetujui Penguji I Penguji II Lailatul Husniyah, S.ST Dhebys Suryani, S.Kom NIDN : NIDN : Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Informatika Eko Budi Cahyono, S.Kom, MT NIP : iii

4 LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Chikita Sari Mawardy Tempat / Tgl Lahir : Blitar, 9 Mei 1992 NIM : Fakulats / Jurusan : Teknik / Teknik Informatika Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan judul IMPLEMENTASI ALGORITMA LRTA* PADA PENCARIAN RUTE TERPENDEK DALAM SEBUAH GAME beserta seluruh isinya adalah karya saya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun keseluruhan, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku. Malang, 26 Juli 2013 Yang Membuat Pernyataan Chikita Sari Mawardy Dosen Pembimbing I Mengetahui, Dosen Pembimbing II Yuda Munarko, S.Kom., M. Sc. NIP : Yufis Azhar, S.Kom NIDN : iv

5 ABSTRAKSI Masalah yang sering dijumpai dalam bidang kecerdasan buatan adalah masalah pencarian jarak atau rute terpendek. Permasalah ini harus diselesaikan dengan metode dan algoritma pencarian yang tepat dan optimal. Secara luas, algoritma pencarian adalah algoritma yang menerima masukan suatu masalah dan menghasilkan solusi untuk masalah tersebut. Metode pencarian dikatakan penting karena setiap state (keadaan) menggambarkan langkah-langkah dalam menyelesaikan suatu permasalahan. Algoritma LRTA* (Learning Real-Time A*) adalah algoritma learning real-time heuristic pertama yang terbaik dan populer. Algoritma ini dapat digunakan dalam pemecahan masalah pencarian rute terpendek. Algoritma LRTA* dapat melakukan planning dan action execution dalam waktu yang konstan. Algoritma ini mencari rute terpendek menuju titik goal dengan cara meng-update current node ke node baru yang paling dekat. Prosedur ini dilakukan berulang-ulang hingga agen mencapai titik goal. LRTA* menentukan aksi agen selanjutnya dengan waktu yang konstan, inilah mengapa algoritma ini disebut on-line, real-time search algorithm. Dalam proyek akhir ini dibuat sebuah game sederhana yaitu game Mouse Maze, yang bertujuan untuk mengimplementasi dan menguji algoritma LRTA*. Pada game Mouze Maze ini, terdapat dua aktor yaitu mouse (agen) dan cheese (titik goal). Diberikan sebuah field beserta halangan (obstacle) berupa dinding untuk menghalang-halangi jalan agen menuju goal. Algoritma LRTA* membantu agen untuk melewati semua halangan melalui jalur terpendek dengan cara memilih node satu dan node selanjutnya untuk mencapai titik goal. Kata Kunci : rute terpendek, algoritma pencarian real time v

6 ABSTRACT Problems that mostly encountered in artificial intelligence field are path finding problem. This problem could be solved with appropriate methods and optimal search algorithms. Broadly, search algorithm is algorithm that receive input of a problem and produce a solution for it. Search method is important because each state (condition) describing the steps in solving a problem. LRTA * (Learning Real-Time A *) algorithm is the first, best and popular algorithms learning real-time heuristic. This algorithm can be used to solve shortest route search problems. LRTA * algorithm can do action planning and execution in constant time. These algorithms look for the shortest route to goal point by updating the current node to a new node that is closest. This procedure was repeated until the agent reaches the goal point. LRTA * determine the next action of an agent with a time constant, this is why this algorithm called on-line, real-time search algorithm. In this final project created a simple game, Mouse Maze game, which is aimed to implement and test the algorithm LRTA *. In Mouze Maze game, there are two actors, mouse (agent) and cheese (goal point). Given a field with obstacles in the form of a wall to obstruct roads leading agency goals. LRTA * algorithm helps agents to pass all obstacles with shortest path by selecting the one node and the next node to reach the goal point. Keyword : path finding, real time search algorithm vi

7 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberi kekuatan dan petunjuk serta melimpahkan rahmat, dan hidayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul IMPLEMENTASI ALGORITMA LRTA* PADA PENCARIAN RUTE TERPENDEK DALAM SEBUAH GAME. Dengan menyadari adanya keterbatasan kemampuan, pengetahuan, referensi dan pengalaman, Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Untuk itu saran dan masukkan untuk kesempurnaan sangat penulis harapkan. Akhir kata penulis berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dan menjadi tambahan ilmu pengetahuan. Malang, 26 Juli 2013 Penulis vii

8 LEMBAR PERSEMBAHAN Syukur Alhamdulillah atas kehadirat Allah SWT dengan limpahan hidayah dan rahmad-nya, shalawat serta salam senantiasa tercurahkan kepada junjungan Nabi besar Rasullullah Muhammad SAW. Tiada kata selain puji syukur dan terima kasih karena penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, dengan rendah hati penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada: 1. Kedua orang tua tercinta Bapak Widji Hirsumardani Unus dan Ibu Siti Maryunah, yang senantiasa tanpa lelah mendo akan dan memberi dukungan, semoga berkah dan rahmad-nya selalu menyertai beliau setiap waktu; 2. Bapak Yuda Munarko, S.Kom., M.Sc. dan Bapak Yufis Azhar, S.Kom., selaku dosen pembimbing dalam tugas akhir. yang selalu membimbing dengan kesabaran dan mengarahkan pemahaman; 3. Bapak Eko Budi Cahyono, S.Kom., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Informatika, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang; 4. Bapak/Ibu Dosen Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang yang senantiasa menjadi pendidik tanpa tanda jasa; 5. Seluruh teman-temanku tersayang dari kelas IT H 2009 UMM a.k.a IT(H)igh Quality Class, terimakasih telah menjadi sumber semangat yang tak pernah padam. 6. Sri Wahyu Ningsih, mas Edo Yudhistira, Nurul Kurniawan Pradana Putra, teman-teman seperjuangan dalam menjalani kerja parttime di BAA UMM, terimakasih telah senantiasa menemani, menghibur dan menghadapiku dengan sabar. 7. Bapak Dr. Dwi Priyo Utomo, M.Pd, Bapak Irdji i dan seluruh Karyawan di Biro Admisnistrasi Akademik (BAA), terimakasih atas kesabaran dan motivasi yang terus menerus diberikan. 8. Deo Sanda Pratama Putra, sahabat baikku, terimakasih telah mensupport, membantu dan mendampingi serta mendengarkan keluh kesah sejak pengajuan proposal hingga tugas akhir ini selesai dikerjakan. viii

9 9. Teman-Teman Mahasiswa Teknik Informatika angkatan 2009; 10. Dan seluruh pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu, yang telah banyak membantu selama ini. Semoga segala bantuan, motivasi, dan do a yang diberikan kepada penulis diridhoi dan mendapat imbalan yang berlipat ganda dari Allah SWT, Amiin ya Rabbal alamin. ix

10 DAFTAR ISI Lembar Persetujuan... i Lembar Pengesahan... ii Lembar Pernyataan... iii Abstraksi... iv Abstract... vi Kata Pengantar... vi Lembar Persembahan... vii Daftar Pustaka... ix Daftar Gambar... xiii Daftar Tabel... xivii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Batasan Masalah Metodologi Studi Literarur Implementasi Pengujian dan Evaluasi Pembuatan Laporan Sistematika Penulisan... 5 BAB II LANDASAN TEORI Kecerdasan Buatan Algoritma Dalam Pemrograman Konsep Dasar Algoritma Struktur Hubungan Algoritma Jenis-Jenis Algoritma x

11 2.3 Algoritma Learning Real-Time A* (LRTA*) Game Mouse Maze Bahasa Pemrograman Java Pengertian dan Karakteristik Java BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM Analisa Sistem Spesifikasi Perangkat Lunak Fungsionalitas Sistem Flowchart Sistem Analisa Algoritma LRTA* Use Case Diagram Perancangan Sistem Perancangan Environment Game Menyiapkan Karakter Cara Kerja Sistem Activity Diagram Class Diagram BAB IV IMPLEMENTASI DAN HASIL PENGUJIAN Implementasi Sistem Pembuatan Map Game Pengimplementasian Script LRTA* ke Dalam Kode Implementasi Algoritma LRTA* ke Objek Mouse Pengujian Sistem Skenario Pertama (Goal Tidak Bergerak) Skenario Kedua (Goal Bergerak) Skenario Ketiga (Dua Rute Dengan Nilai Heuristik Yang Sama) BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 1. 1 Preview Game Mouse Maze... 4 Gambar 2. 1 Struktur Hubungan Algoritma... 9 Gambar 2. 2 Pseudocode Algoritma LRTA* Gambar 2. 3 Penggambaran Sebuah State Gambar 2. 4 Pencarian LRTA* dengan Minimal Lookahed Gambar 2. 5 Pencarian LRTA* dengan Maximal Lookahead Gambar 2. 6 Game Mouze Maze Sederhana Gambar 3. 1 Flowchart Sistem Gambar 3. 2 Pseudocode Algoritma LRTA* Gambar 3. 3 Flowchart Algoritma LRTA* Gambar 3. 4 Use Case Game Mouse Maze Gambar 3. 5 Environment Game Mouse Maze Gambar 3. 6 Karakter Mouse (LRTA* Object) Gambar 3. 7 Karakter Cheese (Moving Target) Gambar 3. 8 Activity Diagram Game Mouse Maze Gambar 3. 9 Class Diagram Game Mouse Maze Gambar 4. 1 Potongan Kode Untuk Meload Map Gambar 4. 2 Rancangan Map Game Dengan Notepad Gambar 4. 3 Potongan Kode Untuk Menampilkan Map Game Gambar 4. 4 Potongan Kode Pembuatan Map Gambar 4. 5 Potongan Kode Inisialisasi Awal Gambar 4. 6 Potongan Kode Menentukan Heuristik Awal Gambar 4. 7 Potongan Kode Mengecek Perubahan Heuristik Gambar 4. 8 Potongan Kode Method LookHeadUpdate() Gambar 4. 9 Potongan Kode Method hmin() Gambar Potongan Kode Pergerakan Mouse ke Kiri dan ke Kanan jika terdepat tembok Gambar Potongan Kode Pergerakan Mouse ke Atas dan ke Bawah jika terdepat tembok Gambar Potongan Kode Menjalankan Algoritma LRTA* Dalam Game Gambar Tampilan Awal Game Mouse Maze xii

13 Gambar Nilai Heuristik Awal Setiap Node Gambar Perubahan Nilai Heuristik Pada Node Gambar Jalur yang Dilalui Mouse Menuju Cheese(Titik Goal) Gambar Screencapture Pergerakan Awal Mouse Gambar Screencapture Pergerakan Akhir Mouse Gambar Nilai Heuristik Awal Setiap Node Gambar Perubahan Nilai Heuristik Pada Node Gambar Perubahan Nilai Heuristik Node Ketika Cheese Dipindah Gambar Jalur Baru yang Dilalui Mouse menuju Cheese (Titik Goal) Gambar Screencapture Pergerakan Mouse Jika Cheese Diubah Posisinya.. 36 Gambar Screencapture Titik Awal Mouse dan Cheese Gambar Screencapture Rute yang Mungkin Dilalui Mouse Menuju Cheese Gambar Screencapture Rute yang Dilalui Mouse Menuju Cheese Ketika Sistem Dijalankan Gambar Screencapture Pergerakan Mouse Menuju Cheese Melalui Rute Pertama Gambar Screencapture Titik Awal Mouse dan Cheese Gambar Screencapture Rute yang Mungkin Dilalui Mouse Menuju Cheese Gambar Screencapture Rute yang Dilalui Mouse Menuju Cheese Ketika Sistem Dijalankan Gambar Screencapture Pergerakan Mouse Menuju Cheese Melalui Rute Pertama xiii

14 DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 LRTA* Dengan Lookahed of One vs. A* Dalam Path-Finding xiv