Materi 7 : TREND ARTIFICIAL INTELEGENCI PADA PEMBELAJARAN KIMIA

Artificial intelligence atau kecerdasan buatan merupakan sebuah trend perkembangan teknologi mutakhir, bahkan memegang peranan kunci dalam perkembangan teknologi. Pemikiran tentang artificial intelligence berawal dari sebuah filosofi bahwa kecerdasan manusia dapat diterapkan dalam teknologi. Hal ini terbukti saat ini dimana perkembangan teknologi dapat membuat terperangah akan kecerdasan buatannya sendiri. Contoh kecil kecil misalnya, dalam hal perhitungan, kalkulator memiliki kecepatan dan keakuratan yang lebih tepat daripada perhitungan manual manusia itu sendiri. Perkembangan computer dan robotika, serta teknologi lain, membuat manusia cemburu terhadap hasil ciptaannya sendiri.

Manusia dalam bidang keilmuan disebut dengan istilah homo sapiens, karena memiliki kemampuan mental, intellegence, yang sangat penting untuk menopang kehidupan sehari-hari. Lebih dari 2000 tahun, sudah ada usaha-usaha yang dilakukan oleh para ahli untuk mempelajari mengapa manusia bisa menerima rangangan kemudian berespon dan sikap lain yang menunjukkan “kepandaiannya”, namun istilah artificial intelligence (AI) baru diusulkan sekitar tahun 1956. AI telah mempengaruhi banyak bidang mulai dari bidang-bidang yang bersifat umum, seperti usaha mempelajari bagaimana sebenarnya manusia berpikir dan dirumuskan dalam notasi matematika sampai dengan bidang khusus, seperti bagaimana komputer bisa memainkan catur untuk melawan juara dunia catur.

Artificial intelligence adalah sesuatu buatan atau suatu tiruan yang hampir mirip dengan otak manusia. Cerdas di sini kemungkinan maksudnya adalah kepandaian atau ketajaman dalam berpikir, seperti halnya otak manusia dalam menyelesaikan suatu masalah. Secara awam kecerdasan buatan diterjemahkan sebagai sebuah sistem saraf, atau sensor atau otak yang diciptakan oleh sebuah mesin yang hamper mirip dengan otak manusia. Sebenarnya kecerdasan buatan merujuk kepada mesin yang mampu untuk berpikir seperti manusia, menimbang tindakan yang akan diambil, dan mampu mengambil keputusan seperti yang dilakukan oleh manusia.

A.   Defenisi  Artificial Intelligence

Apakah Artificial Intelligence (AI) atau Intelegensi Buatan atau kepintaran buatan itu? AI dapat didefinisikan sebagai suatu mesin atau alat pintar (biasanya adalah suatu komputer) yang dapat melakukan suatu tugas yang bilamana tugas tersebut dilakukan oleh manusia akan dibutuhkan suatu kepintaran untuk melakukannya. Definisi ini tampaknya kurang begitu membantu, karena beberapa ahli berpendapat, kepintaran seperti apakah yang dapat dikategorikan sebagai artificial intelleigence.

Menurut Avron Barr dan Edward E. Feigenbaum, Artificial Intellegence adalah sebagian dari komputer sains yang mempelajari (dalam arti merancang) sistem komputer yang berintelegensi, yaitu sistem yang memiliki karakteristik berpikir seperti manusia.

Kecerdasan buatan (bahasa Inggris: Artificial Intelligence) didefinisikan sebagai kecerdasan yang ditunjukkan oleh suatu entitas buatan. Sistem seperti ini umumnya dianggap komputer. Kecerdasan diciptakan dan dimasukkan ke dalam suatu mesin (komputer) agar dapat melakukan pekerjaan seperti yang dapat dilakukan manusia. Beberapa macam bidang yang menggunakan kecerdasan buatan antara lain sistem pakar, permainan komputer (games), logika fuzzy, jaringan syaraf tiruan dan robotika (wikipedia).

Kecerdasan Buatan (Artificial Intelligence) merupakan kawasan penelitian, aplikasi dan instruksi yang terkait dengan pemrograman komputer untuk melakukan sesuatu hal yang dalam pandangan manusia adalah cerdas (H. A. Simon [1987]).

Kecerdasan Buatan (AI) merupakan sebuah studi tentang bagaimana membuat komputer melakukan hal-hal yang pada saat ini dapat dilakukan lebih baik oleh manusia (Rich and Knight [1991]).

Kecerdasan Buatan (AI) merupakan cabang dari ilmu komputer yang dalam merepresentasi pengetahuan lebih banyak menggunakan bentuk simbol-simbol daripada bilangan, dan memproses informasi berdasarkan metode heuristic atau dengan berdasarkan sejumlah aturan (Encyclopedia Britannica).

B.   Sejarah Artifisial Intelligensi

Pada awal abad 17, René Descartes mengemukakan bahwa tubuh hewan bukanlah apa-apa melainkan hanya mesin-mesin yang rumit. Blaise Pascal menciptakan mesin penghitung digital mekanis pertama pada 1642. Charles Babbage dan Ada Lovelace bekerja pada mesin penghitung mekanis yang dapat diprogram.

Mulai sekitar abad 18 sebagaimana mesin telah menjadi lebih kompleks, usaha yang keras telah dicoba untuk menciptakan manusia imitasi. Pada tahun 1736 seorang penemu dari perancis, Jacques de Vaucanson (1709-1782) membuat suatu mesin pemain seruling berukuran seperti seorang manusia yang dapat memainkan 12 melodi nada. Tidak hanya ini saja, mekanik tersebut dapat memindahkan bibir dan lidahnya secara nyata untuk mengontrol arus dari angin ke dalam seruling.

Pada tahun 1774 seorang penemu dari perancis, Pierre Jacques Drotz mencengangkan masyarakat Eropa dengan suatu automation berukuran sekitar seorang anak laki-laki yang dapat duduk dan menulis suatu buku catatan. Penemuan ini kemudian dilanjutkan dengan yang lainnya, yaitu automation yang berupa seorang gadis manis yang dapat memainkan harpsichord. Semuanya itu masih merupakan proses mekanik yang melakukan gerak dengan telah ditentukan terlebih dahulu.

Manusia masih berusaha untuk menciptakan mesin yang lainnya. Pada tahun 1769, dataran Eropa dikejutkan dengan suatu permainan catur yang dapat menjawab langkah-langkah permainan catur yang belum ditentukan terlebih dahulu. Mesin ini disebut dengan Maelzel Chess Automation dan dibuat oleh Wolfgang Von Kempelan (1734-1804) dari Hungaria. Akan tetapi mesin ini akhirnya terbakar pada tahun 1854 di Philadelphia Amerika Serikat. Banyak orang tidak percaya akan kemampuan mesin tersebut. Dan seorang penulis dari Amerika Serikat, Edgar Allan Poe (1809-1849) menulis sanggahan terhadap mesin tersebut, dia dan kawan-kawannya ternyata benar, bahwa mesin tersebut adalah tipuan, dan kenyataannya bukanlah aoutomation, tetapi merupakan konstruksi yang sangat baik yang dikontrol oleh seorang pemain catur handal yang bersembunyi di dalamnya.

Usaha untuk membuat konstruksi mesin permainan terus dilanjutkan pada tahun 1914, dan mesin yang pertama kali didemonstrasikan adalah mesin permainan catur. Penemu mesin ini adalah Leonardo Torres Y Quevedo, direktur dari Laboratorio de Automatica di Madrid, Spanyol. Beberapa tahun kemudian, ide permainan catur dikembangkan dan diterapkan di komputer oleh Arthur L. Samuel dari IBM dan dikembangkan lebih lanjut oleh Claude Shannon.

Bertrand Russell dan Alfred North Whitehead menerbitkan “Principia Mathematica”, yang merombak logika formal Warren McCulloch dan Walter Pitts menerbitkan "Kalkulus Logis Gagasan yang tetap ada dalam Aktivitas" pada 1943 yang meletakkan pondasi untuk jaringan syaraf.

Tahun 1950-an adalah periode usaha aktif dalam artificial intellegence. Program program artificial intellegence pertama yang bekerja ditulis pada 1951 untuk menjalankan mesin “Ferranti Mark I” di University of Manchester (UK): sebuah program permainan naskah yang ditulis oleh Christopher Strachey dan program permainan catur yang ditulis oleh Dietrich Prinz. John McCarthy membuat istilah "Artificial Intelligence/kecerdasan buatan" pada konferensi pertama yang disediakan untuk pokok persoalan ini, pada 1956. Dia juga menemukan bahasa pemrograman Lisp. Alan Turing memperkenalkan "Turing test" sebagai sebuah cara untuk mengoperasionalkan test perilaku cerdas. Joseph Weizenbaum membangun ELIZA, sebuah chatterbot yang menerapkan psikoterapi Rogerian.

Selama tahun 1960-an dan 1970-an, Joel Moses mendemonstrasikan kekuatan pertimbangan simbolis untuk mengintegrasikan masalah di dalam program Macsyma, program berbasis pengetahuan yang sukses pertama kali dalam bidang matematika. Marvin Minsky dan Seymour Papert menerbitkan Perceptrons, yang mendemostrasikan batas jaringan syaraf sederhana dan Alain Colmerauer mengembangkan bahasa komputer Prolog. Ted Shortliffe mendemonstrasikan kekuatan sistem berbasis aturan untuk representasi pengetahuan dan inferensi dalam diagnosa dan terapi medis yang kadangkala disebut sebagai sistem pakar pertama. Hans Moravec mengembangkan kendaraan terkendali komputer pertama untuk mengatasi jalan berintang yang kusut secara mandiri.

Pada tahun 1980-an, jaringan syaraf digunakan secara meluas dengan algoritma perambatan balik, pertama kali diterangkan oleh Paul John Werbos pada 1974. Tahun 1990-an ditandai perolehan besar dalam berbagai bidang artificial intelligence dan demonstrasi berbagai macam aplikasi. Lebih khusus Deep Blue, sebuah komputer permainan catur, mengalahkan Garry Kasparov dalam sebuah pertandingan 6 game yang terkenal pada tahun 1997.

C.   Pendekatan Pada Pengembangan Artificial Intelligence

Pendekatan yang digunakan dalam pengembangan artificial intelligence (kecerdasan buatan) menganut beberapa prinsip:

a.    Strong Artificial Intelligence: pendekatan ini ingin menuju ke pembuatan suatu mesin yang bisa benar benar berpikir dan memecahkan masalah. Mesin mesin ini harus sadar akan dirinya dan kemampuannyamintelegensianya secara umum harus tidak bisa dibedakan dengan intelegensia seorang manusia. Optimisme berlebihan di sekitar tahun 1950 dan 1960 berkenaan dengan Strong AI telah memberi jalan bagi appresiasi tingkat kesulitan yang sangat tinggi untuk masalah tersebut. Pendekatan ini mempertahankan bahwa mesin yang di program dengan cukup akan mampu untuk memiliki keadaan mental kognitif (cognitive mental state).

b.    Weak Artificial Intelligence: Pendekatan ini berurusan dengan pembuatan Kecerdasan buatan di komputer yang tidak benar benar bisa berpikir dan memecahkan masalah, namun bisa berprilaku seakan akan ia memiliki kecerdasan. Pendekatan ini menyatakan bahwa sebuah mesin yang di program dengan cukup akan dapat meniru pemikiran manusia.

c.    Applied ArtificialIntelligence: Pendekatan ini berusaha menghasilkan suatu sistem cerdas yang secara komersial dapat digunakan, sebagai contoh sebuah sistem keamanan yang dapat mengenali wajah orang yang boleh memasuki gedung. Pendekatan ini sudah mengalami cukup banyak sukses.

d.    Coginitive Artificial Intelligence: Pendekatan ini memandang komputer sebagai alat untuk mengetes teori tentang bagaimana otak manusia bekerja. Sebagai contoh teori tentang bagaimana cara kita mengenali wajah, dan benda benda lainnya, atau bagaimana kita memecahkan masalah yang abstrak.

D.   Jenis-Jenis Artificial Intelligence

Secara garis besar, artificial intellegence terbagi ke dalam dua faham pemikiran yaitu artificial intellegence Konvensional dan Kecerdasan Komputasional.

Artificial intellegence konvensional kebanyakan melibatkan metoda-metoda yang sekarang diklasifiksikan sebagai pembelajaran mesin, yang ditandai dengan formalisme dan analisis statistik. Dikenal juga sebagai artificial intellegence simbolis, artificial intellegence logis, artificial intellegence murni dan artificial intellegence cara lama (GOFAI, Good Old Fashioned Artificial Intelligence).

Metoda-metodanya meliputi:

• Sistem pakar: menerapkan kapabilitas pertimbangan untuk mencapai kesimpulan. Sebuah sistem pakar dapat memproses sejumlah besar informasi yang diketahui dan menyediakan kesimpulan-kesimpulan berdasarkan pada informasi-informasi tersebut. 
• Pertimbangan berdasar kasus 
• Jaringan Bayesian 
• Artificial intellegence berdasar tingkah laku: metoda modular pada pembentukan sistem artificial intellgence secara manual

Kecerdasan komputasional melibatkan pengembangan atau pembelajaran interaktif (misalnya penalaan parameter seperti dalam sistem koneksionis). Pembelajaran ini berdasarkan pada data empiris dan diasosiasikan dengan artificial intellegence non-simbolis, artificial intelligence yang tak teratur dan perhitungan lunak. Metoda-metoda pokoknya meliputi:

• Jaringan Syaraf: sistem dengan kemampuan pengenalan pola yang sangat kuat 
• Sistem Fuzzy: teknik-teknik untuk pertimbangan di bawah ketidakpastian, telah digunakan secara meluas dalam industri modern dan sistem kendali produk konsumen. 
• Komputasi Evolusioner: menerapkan konsep-konsep yang terinspirasi secara biologis seperti

Dalam perkembangannya kecerdasan buatan dapat dikelompokkan sebagai berikut :

1. Sistem Pakar (Expert System), komputer sebagai sarana untuk menyimpan pengetahuan para pakar sehingga komputer memiliki keahlian menyelesaikan permasalahan dengan meniru keahlian yang dimiliki pakar.
2. Pengolahan Bahasa Alami (Natural Language Processing), user dapat berkomunikasi dengan komputer menggunakan bahasa sehari-hari, misal bahasa inggris, bahasa indonesia, dan sebagainya. 
3. Pengenalan Ucapan (Speech Recognition), manusia dapat berkomunikasi dengan komputer menggunakan suara. 
4. Robotika & Sistem Sensor. 
5. Computer Vision, menginterpretasikan gambar atau objek-objek tampak melalui komputer. 
6. Intelligent Computer-Aided Instruction, komputer dapat digunakan sebagai tutor yang dapat melatih & mengajar. 
7. Game Playing. 
8. Soft Computing

Soft computing merupakan sebuah inovasi dalam membangun sistem cerdas yaitu sistem yang memiliki keahlian seperti manusia pada domain tertentu, mampu beradaptasi dan belajar agar dapat bekerja lebih baik jika terjadi perubahan lingkungan. Soft computing mengeksploitasi adanya toleransi terhadap ketidaktepatan, ketidakpastian, dan kebenaran parsial untuk dapat diselesaikan dan dikendalikan dengan mudah agar sesuai dengan realita.

E.    Kelebihan dan Kekurangan Artificial Intelligence

Walaupun perkembangan teknologi artificial intelligence dapat menggantikan posisi manusia, bahkan dapat dikatakan lebih pintar dari manusia, tetapi tetap saja perkembangan teknologi dengan menggunakan articial intelegensi tetap memiliki kekurangan dan keterbatasan.

Berikut ini adalah kelebihan dan kekurangan dari artificial intelligence:

Kelebihan Artificial Intelligence 

1. Kemampuan menyimpan data yang tidak terbatas (dapat disesuaikan dengan kebutuhan). 
2. Memiliki ketepatan dan kecepatan yang sangat akurat dalam system kerjanya
3. Dapat digunakan kapan saja karena tanpa ada rasa lelah atau bosan

Kekurangan Artificial Intelligence 

1. Teknologi artificial intelegensi tidak memiliki common sense. common sense adalah sesuatu yang membuat kita tidak sekedar memproses informasi, namun kita mengerti informasi tersebut. Kemengertian ini hanya dimiliki oleh manusia. 
2. Kecerdasan yang ada pada artificial intelligence terbatas pada apa yang diberikan kepadanya (terbatas pada program yang diberikan). Alat teknologi artificial intelligence tidak dapat mengolah informasi yang tidak ada dalam sistemnya.

Kelebihan dan kekurangan artificial intelligence dibandingkan dengan otak manusia, dalam hal waktu tunda propagasi Oleh karena itu manusia kalah dalam kecepatan perhitungan numerik. Dalam aspek lainnya otak manusia jauh di atas angin, terutama dalam tata letak dan jumlah elemennya. Sedangkan metoda pemrosesan secara paralel dalam komputer dikembangkan untuk menggantikan kedudukan manusia.

F.    Dampak Artificial Intelligence Terhadap Kehidupan Manusia

Kecerdasan buatan itu sesuatu yang diciptakan oleh manusia, untuk menggantikan manusia. Jadi bisa jadi kecerdasan buatan itu merupakan suatu ancaman.

Walau pun menyadari bahwa kecerdasan buatan bisa jadi adalah suatu ancaman untuk manusia, tapi manusia masih saja mengembangkan apa yang disebut dengan kecerdasan buatan. Manusia masih saja mencoba mengembangkan/ mendapatkan sesuatu (teknologi) yang baru, yang dapat berpikir seperti manusia. Hal ini terjadi karena adanya ketidakpuasan dalam diri manusia, manusia ingin mendapatkan sesuatu dengan cara yang lebih mudah. Lagipula memang ada keterbatasan-keterbatasan dalam diri manusia, seperti otak manusia yang hanya mampu berpikir dengan frekuensi kira-kira 100 Hz dan karena manusia mempunyai rasa lelah. Bandingkan dengan komputer sekarang yang mampu mengolah data dengan frekuensi 4 GHz. Komputer juga tidak mempunyai rasa capai walau pun harus mengolah data yang sama berulang-ulang.

Saat ini sudah banyak teknologi kecerdasan buatan yang dihasilkan dan dipakai oleh manusia. Misalnya saja pada robot Asimo yang bisa menari dan berjalan, atau pada permainan komputer yang dirancang untuk membuat manusia berpikir keras untuk mengalahkannya. Contoh lain ada di industri otomotif. Adanya teknologi komputer yang mampu mengolah data dengan cepat atau alat yang dipakai untuk memberikan peringatan pada pengemudi mobil untuk menghindari terjadinya tabrakan.

Berbagai macam teknologi yang menggunakan artificial intelligence juga telah ditingkatkan untuk mengembangkan kendaraan otomatis yang dalam penggunaannya dapat berfungsi tanpa bantuan manusia. Contoh fungsi dari kendaraan otomatis ini adalah untuk menjelajahangkasa luar, seperti menjelajahi planet-planet. Kendaraan ini mungkin dibuat dari rangkaian komponen hardware dan sebuah program kecerdasan buatan yang dapat memproses informasi. Gabungan dari software computer dan hardware ini juga dapat membuat kendaraan yang bisa digunakan di bumi.

Kemajuan dari sistem kecerdasan buatan ini dapat menimbulkan dampak psikologis pada manusia. Bagi kelompok yang menentang adanya kecerdasan buatan percaya bahwa dengan adanya kecerdasan buatan, akan terdapat beberapa dampak dalam kehidupan manusia. Mesin-mesin yang memiliki kecerdasan buatan dapat mengurangi jutaan kesempatan kerja manusia. Selain itu juga terdapat ketakutan bahwa sistem kecerdasan buatan ini, termasuk robot, mengurangi kita sebagai manusia. Sistem dasar dari kecerdasan buatan ini juga telah meningkatkan ketakutan bahwa mesin-mesin dapat menambah jumlah kerusakan.

Pendukung dari kecerdasan buatan telah menyatakan argumen balasan bahwa alat dari bidang kecerdasan buatan hanyalah sebuah alat yang tidak akan menggantikan fungsi manusia. Kecerdasan buatan tidak akan mengurangi kemanusiaan kita, melainkan akan meningkatkan kehidupan kita, contohnya adalah penderita kanker akan mendapat keuntungan, dan pengenalan kalimat dan sistem perpaduan dapat membantu seorang individu untuk mengkontrol lingkungannya.

Permasalahan :

Artificial intelligence adalah sesuatu buatan atau suatu tiruan yang hampir mirip dengan otak manusia. Cerdas di sini kemungkinan maksudnya adalah kepandaian atau ketajaman dalam berpikir, seperti halnya otak manusia dalam menyelesaikan suatu masalah. Apakah kecerdasan buatan (artificial intelligence) menduakan otak manusia, jelaskan alasannya? Bagaimana cara penerapan Artificial Intelegensia dalam pembelajaran kimia, apakah bisa seorang guru digantikan dengan kecerdasan robot? apakah pembelajaran akan berlangsung atau malah sebaliknya?