MODIFIKASI PSO TINGKAT LANJUT UNTUK PENCARIAN BANYAK SUMBER
5.1 Penutupan Sumber Asap
Algoritma PSO dengan modifikasinya memiliki kemampuan yang sangat mencukupi untuk melakukan pencarian sumber asap. Namun pada pencarian pada area dengan banyak sumber, kemampuan PSO ini tertahan karena adanya pengaruh dari sumber asap yang lain. Gambar 5.4 telah memperlihatkan bahwa agen-agen pencari memiliki kecenderungan untuk terus menerus berada disekitar sumber yang pertama kali mereka temukan. Selama asap masih keluar dari sumber tersebut, maka agen-agen pencari akan sulit untuk menemukan sumber-sumber asap lainnya. Permasalahan ini merupakan sifat natural dari algoritma PSO dan sensor bau. Pada awal Bab 3 pada halaman 45 telah di-sampaikan bahwa landasan penggunaan PSO dalam pencarian sumber asap adalah sifat konvergen dan adaptif yang dimiliki oleh algoritma tersebut. Tentu saja berkumpul-nya agen-agen pada sumber yang pertama kali ditemukan merupakan hal yang wajar dan sesuai dengan perilaku PSO. Sangat tidak mungkin untuk mengubah sifat dasar PSO tersebut. Sementara itu, sensor bau yang digunakan akan selalu mendeteksi zat yang ada dalam udara. Sangatlah tidak mungkin untuk mengatur sensor bau agar tidak mendeteksi bau yang datang dari sumber satu. Terlebih lagi, umumnya setiap sumber dalam area pencarian tersebut akan mengeluarkan zat yang sama.
Oleh karena tidak mungkin untuk mengatasi permasalahan tersebut dari sisi algo-ritma maupun perangkat keras, maka satu-satunya hal yang mungkin untuk dilakukan adalah memanipulasi kondisi lapangan. Penyebab utama gagalnya agen-agen tidak berhasil menemukan sumber asap yang lainnya adalah karena mereka terjebak pada sumber asap pertama yang mereka temukan. Maka teknik manipulasi yang cocok de-ngan kondisi tersebut adalah membuat asap tidak keluar lagi dari sumbernya. Beranjak dari pemikiran ini, kami memberikan agen-agen kemampuan untuk menutup sumber asap, baik untuk agen netral maupun bermuatan. Sayangnya teknik ini baru dapat diim-plementasikan dalam tingkat simulasi, belum sampai pada implementasi robot dalam dunia nyata.
Hasil implementasi teknik penutupan sumber asap memunculkan sebuah parame-ter baru dalam perhitungan PSO, yaitu rtutup. Definisi rtutup adalah jarak toleransi antara sumber asap yang akan ditutup dengan robot yang akan menutupnya. Secara sederhana dapat diartikan sebagai jarak maksimal dari area yang dapat ditutup oleh robot. Gambar 5.6 menggambarkan hal konsep ini dengan sangat baik. Saat robot melakukan operasi menutup sumber asap, maka sumber asap yang berada dalam rtutup akan berhenti mengeluarkan asap, seperti yang terlihat pada Gambar 5.6b. Agar tidak menimbulkan kerancuan dalam mengintepretasikan bentuk visual sumber asap, pro-gram simulasi menggunakan dua warna berbeda untuk menggambarkan sumber asap yang masih aktif dan yang sudah ditutup. Sumber yang masih mengeluarkan asap akan berwarna keunguan, sedangkan sumber asap yang sudah ditutup akan berwarna
keabu-abuan. Perbedaan warna pada penggambaran sumber asap ini juga digunakan dalam Gambar 5.6a dan Gambar 5.6b.
Tabel 5.1: Parameter Tambahan Pada Teknik Penutupan Sumber
Parameter Kegunaan
rtutup jarak jarak toleransi antara sumber asap yang akan ditutup
dengan robot yang akan menutupnya
(a) Sumber Asap di Luar Area Penutupan
(b) Sumber Asap Berada dalam Area Penutupan
Gambar 5.6: Konsep Teknik Penutupan Sumber Asap
Sulit untuk menerapkan teknik penutupan dalam robot asli, terutama karena teknik ini harus disesuaikan dengan kondisi lapangan yang bocor. Sebagai contoh, teknik penutupan kebocoran yang dibutuhkan untuk lapangan terbuka dengan pabrik yang penuh dengan pipa tentu tidak sama. Terlebih pada pabrik kebocoran juga bisa terjadi pada pipa-pipa yang terpasang pada dinding atau atap. Tentu saja perlu penanganan yang unik untuk masing-masing kasus. Total waktu dan komputasi yang diperlukan un-tuk menjalankan teknik ini juga tidaklah kecil. Oleh karena itu perlu unun-tuk memastikan bahwa setiap kali teknik penutupan dijalankan, pasti minimal ada satu sumber asap yang tertutup. Dengan kata lain, kondisi seperti yang tergambar dalam Gambar 5.6a harus tidak banyak terjadi selama pencarian. Inilah sebabnya agen hanya akan menjalankan teknik penutupan sumber asap jika dan hanya jika agen sudah menemukan sumber asap. Penggunaan teknik penutupan sumber asap memberikan hasil yang sangat sig-nifikan, seperti yang diperlikan dalam Gambar 5.7. Kondisi partikel pada awal pen-carian sampai t ke empat masih menyerupai kondisi pada Gambar 5.4. Perbedaannya terlihat pada Gambar 5.7c, yaitu partikel-partikel berhasil menemukan lokasi sumber yang berada ditengah-tengah setelah partikel-partikel berhasil menemukan sumber yang paling kiri. Hal ini tidak lain karena agen-agen pencari tidak terganggu oleh asap yang keluar dari sumber yang paling kiri. Perhatikan bahwa sumber tersebut sudah menghi-lang pada Gambar 5.7c. Pada t ke 50 partikel-partikel berhasil menemukan sumber
yang terakhir dan pada t yang ke 51 agen menutup sumber tersebut. Setelah sumber terakhir ini ditutup, maka proses pencarian dapat berakhir.
(a) Partikel Memulai Pencarian (b) Menemukan Sumber Pertama
(c) Menemukan Sumber Kedua (d) Menemukan Sumber Ketiga
(e) Menutup Sumber Ketiga
Gambar 5.7: Ilustrasi Pencarian dengan Teknik Penutupan Sumber Asap
Contoh pada Gambar 5.7 memperlihatkan efektifitas dari teknik penutupan sumber asap. Hal tersebut menyebabkan teknik ini selalu digunakan pada modifikasi-modifikasi lainnya untuk pencarian banyak sumber. Secara seluruhan, algoritma pencarian meng-alami penambahan proses ’Penutupan Sumber Asap’ yang terletak setelah agen men-dapatkan kepastian bahwa konsentrasi asap sudah melebihi batas global best. Penam-bahan ini secara sederhana diperlihatkan pada Gambar 5.8. Jika Anda memperhatikan, alur pada Gambar 5.8 sedikit berbeda dengan alur pada Gambar 5.5. Pada Gambar 5.5, pencarian akan akan selesai setelah agen mendeklarasikan bahwa sumber asap sumber
asap sudah ditemukan. Namun pada Gambar 5.8, agen-agen harus kembali menelurusi area pencarian untuk memastikan bahwa tidak ada sumber asap yang masih aktif. Agen dapat menggunakan berbagai teknik penjelajahan pada tahap pengecekan ini, termasuk bergerak secara acak maupun PSO. Jika sudah dipastikan bahwa sudah tidak ada lagi sumber yang aktif, maka pencarian dapat dinyakan selesai.
Gambar 5.8: Alur Penutupan Sumber Asap
Penambahan kemampuan agen untuk menutup sumber asap tidak dapat menjamin bahwa agen-agen akan berhasil menemukan setiap sumber yang ada. Biasanya hal ini terjadi karena posisi sumber asap yang terlalu jauh satu sama lainnya, seperti contoh pada Gambar 5.9. Pada Gambar 5.9a terlihat bahwa agen-agen berhasil menemukan sumber asap pada t ke empat. Perhatikan bahwa seluruh agen berkumpul disekitar pe-ngaruh asap dari sumber yang paling kiri. Pada t ke lima, tentu sudah ada agen yang berhasil menutup sumber asap tersebut sehingga dapat membuat agen-agen lainnya mencari sumber asap lainnya. Namun seperti yang terlihat pada Gambar 5.9b, agen-agen tersebut tidak berhasil mendeteksi adanya sumber lainnya walau sudah meng-habiskan waktu selama dua puluh detik. Bahkan pengaruh gaya tolak menolak juga tidak memberikan pengaruh yang signifikan. Tentu saja Anda dapat memperbesar
mu-atan dan radius pengaruh mumu-atan tersebut, namun dapat dipastikan bahwa hal tersebut akan mempengaruhi kinerja partikel bermuatan saat mengikuti asap. Pada akhirnya tentu saja mempengaruhi kinerja algoritma pencarian sumber asap secara keseluruhan. Sifat konvergensi PSO membuat hasil yang serupa akan diperoleh walau agen-agen diletakan secara berjauhan pada awal pencarian. Artinya harus ada mekanisme lain untuk mengatasi permasalahan ini.
(a) Partikel Menemukan Sumber Asap (b) Tidak Menemukan Sumber Asap Lainnya Gambar 5.9: Gagal Menemukan Sumber Asap Lainnya Setelah Menutup Salah Satu Sumber