SISTEM FUSI INFORMASI BERBASIS AGEN-AGEN KOLABORATIF
UNTUK MISI-MISI STRATEGIS
Arwin Datumaya Wahyudi Sumari 1, Adang Suwandi Ahmad 2 Aciek Ida Wuryandari 2, Jaka Sembiring 2
1
Departemen Elektronika, Akademi Angkatan Udara Jl. Laksda Adisutjipto, Yogyakarta – 55002 1,2
Sekolah Teknik Elektro dan Informatika, Institut Teknologi Bandung Gedung Labtek VIII, Jl. Ganeca 10, Bandung – 40132
1
[email protected], 2 [email protected] 2
[email protected], 2 [email protected]
ABSTRAK
Keberhasilan perencanaan dan pelaksanaan misi-misi strategis baik di organisasi militer maupun non-militer sangat bergantung tidak hanya pada pengolahan informasi dari multi-sumber informasi hingga ke pengambil keputusan, namun juga sangat bergantung kepada kerjasama staf-staf pengambil keputusan dalam mengolah dan memresentasikan hasil pengolahan informasi tersebut sebagai dasar bagi pengambilan keputusan. Permasalahan utama yang dihadapi oleh sistem pengolahan informasi konvensional adalah pada kecepatan pengolahan dan keakuratan presentasi hasil pengolahan yang dapat berdampak fatal pada kesuksesan perencanaan dan pelaksanaan misi. Selaras dengan perkembangan pesat Teknologi Informasi dan Komunikasi (TIK), dalam makalah ini diajukan satu Sistem Fusi Informasi berbasis Agen-Agen Kolaboratif (SFI-AK) berbasis metoda fusi penginferensian informasi A3S (Arwin-Adang-Aciek-Sembiring) sebagai solusi dalam meningkatkan kecepatan pengolahan dan keakuratan presentasi hasil pengolahan informasi guna mendukung keberhasilan perencanaan dan pelaksanaan misi-misi strategis.
Kata kunci : A3S, agen kolaboratif, informasi, fusi informasi, misi strategis, SFI-AK.
1. Pendahuluan
Kunci kesuksesan pencapaian misi-misi strategis baik di organisasi militer maupun non-militer berawal dari ketepatan dan keakuratan serta kerjasama yang baik antara pengambil keputusan beserta staf-staf pendukungnya dalam merencanakan dan melaksanakan misi-misi tersebut. Misi strategis adalah misi yang memberikan dampak jangka panjang bagi keberadaan suatu organisasi dipandang dari berbagai perspektif seperti personil, anggaran dan materiil. Oleh karena itu, perencanaan dan pelaksanaan misi-misi seperti ini harus benar-benar diperhitungkan dengan matang agar keputusan yang diambil oleh pengambil keputusan dapat dilaksanakan dengan cepat dan tepat.
Hal utama dalam satu perencanaan dan pelaksanaan misi adalah data dan informasi yang diperoleh hasil observasi di lapangan. Dari data dan informasi tersebut dapat dirancang suatu strategi yang tepat ditinjau dari berbagai perspektif guna meminimalkan kerugian dalam pelaksanaan misi. Dalam sistem pengolahan informasi konvensional, pengolahan informasi masih bergantung kepada keahlian staf-staf pendukung yang tentunya cukup memakan waktu dan ada kemungkinan hasil pengolahan tidak lengkap karena faktor-faktor non teknis yang umumnya terjadi pada manusia.
Berkaitan dengan permasalahan-permasalahan tersebut, dalam makalah ini diajukan satu sistem
pengolahan informasi berbasis Teknologi Informasi dan Komunikasi (TIK) yang disebut dengan Sistem Fusi Informasi berbasis Agen-Agen Kolaboratif (SFI-AK). Fusi informasi ditujukan untuk meng-hasilkan produk pengolahan informasi yang lengkap dan cepat sebagai dasar bagi perencanaan dan pelaksanaan misi. Agen-agen kolaboratif ditujukan untuk menggantikan staf-staf pendukung pengambil keputusan sebagai solusi faktor-faktor non teknis pada manusia.
Struktur dari makalah ini adalah sebagai berikut. Latar belakang permasalahan disampaikan dengan ringkas dan lugas pada Bagian 1 dan diikuti oleh Bagian 2 yang berisi dasar-dasar teori yang berkaitan dengan makalah yang disampaikan. Desain dan implementasi SFI-AK akan disampaikan dengan singkat pada Bagian 3 dan satu contoh sederhana aplikasi SFI-AK akan disampaikan pada Bagian 4. Makalah akan ditutup dengan beberapa catatan penutup pada Bagian 5.
2. Pengenalan pada Fusi Informasi dan Agen-Agen Kolaboratif
2.1 Konsep Fusi Informasi
Kemunculan fusi informasi diawali dari observasi yang dilakukan pada bagaimana makhluk hidup mampu memahami fenomena-fenomena yang terjadi di lingkungannya secara alami. Mereka menggunakan indera-inderanya untuk merasakan perubahan-perubahan yang terjadi di lingkungannya sebagai masukan. Masukan-masukan ini kemudian diproses oleh otak untuk menghasilkan informasi baru dan lengkap sebagai dasar untuk melakukan suatu tindakan terhadap situasi yang sedang berlaku atau mengantisipasi situasi yang mungkin terjadi di masa depan. Dalam fusi informasi, otak memainkan peranan yang sangat penting sehingga dapat dikatakan dalam proses pengombinasian informasi ini terdapat suatu kecerdasan (intelligent).
Dipandang dari perspektif psikologi, “fusi (fusion)” adalah pengolahan oleh akal elemen -elemen yang jatuh pada kedua mata sehingga mereka menghasilkan sebuah persepsi tunggal. Kata
“pengolahan akal” menunjukkan adanya suatu
kecerdasan tinggi yang berlaku pada proses pengombinasian informasi yang datang dari dua sumber informasi tersebut menjadi sebuah informasi tunggal baru. Pengombinasian informasi ini akan menghasilkan informasi yang lebih lengkap Mekanisme ini berjalan secara otomatis pada mahluk hidup ketika menginterpretasikan sesuatu fenomena yang dilihat oleh kedua matanya.
Gambar 1. Mekanisme fusi informasi pada manusia.
Bila definisi di atas dikembangkan lebih jauh dengan melibatkan indera-indera lainnya seperti telinga, kulit, hidung dan lidah, maka dapat dibayangkan bahwa fusi informasi adalah suatu proses yang kompleks dan untuk menghasilkan produk fusi yang representatif memerlukan suatu kecerdasan yang tinggi. Makhluk hidup ciptaan Tuhan YME yang memiliki tingkat kecerdasan yang tinggi adalah manusia. Secara sederhana fusi informasi pada manusia diperlihatkan pada Gambar 1.
Pada proses selanjutnya, informasi baru ini akan difusikan dengan pengetahuan yang telah
dimiliki sebelumnya (prior knowledge) guna menghasilkan pengetahuan baru yang lebih lengkap (posterior knowledge). Pengetahuan ini kemudian dibandingkan dengan pengetahuan yang telah disimpan dalam otak untuk menghasilkan satu kesimpulan (inferencing) mengenai fenomena yang dirasakan oleh indera-inderanya tersebut. Kesimpulan ini akan menjadi dasar pengambilan keputusan atau tindakan yang akan dilakukan terhadap fenomena tersebut. Mekanisme ini diilustrasikan secara sederhana pada Gambar 2.
Gambar 2. Mekanisme lebih lanjut fusi informasi pada manusia.
2.1.1 Emulasi Fusi Informasi Manusia pada Sistem Berbasis Komputer
Untuk tujuan mengemulasikan kemampuan fusi informasi pada sistem-sistem berbasis komputer akan digunakan definisi fusi yang lebih sederhana.
“Fusi (fusion)” adalah sesuatu yang dihasilkan
melalui pemfusian atau suatu tindakan atau proses dari pemfusian atau peleburan bersama menjadi satu
kesatuan. Di sisi lain, “informasi” adalah fakta, data
atau instruksi dalam berbagai media atau bentuk. Lihat Sumari (2008a).
Gambar 3. Ilustrasi sederhana Sistem Fusi Informasi.
Berdasarkan dari kedua definisi tersebut, “fusi
informasi” secara sederhana didefinisikan sebagai
2.2 Konsep Agen dan Kolaborasi
2.2.1 Konsep Agen
Dalam kalimat sangat sederhana “agen” adalah entitas yang menyelesaikan pekerjaan untuk kita atau ia memberikan suatu dampak yang signifikan terhadap sesuatu. Dalam sistem-sistem berbasis komputer, agen cenderung dikonotasikan sebagai suatu perangkat lunak (software) yang membantu menyelesaikan tugas-tugas manusia dalam kapasitas tertentu dan oleh karena itu agen harus memiliki suatu kemampuan. Karakteristik utama agen yang digaris bawahi oleh para peneliti adalah mandiri (autonomous), namun dalam makalah ini kami lebih cenderung menggunakan istilah self-governing.
Dengan karakteristik self-governing, agen tahu tugas apa yang harus ia kerjakan, tahu kapan (tugas) harus dikerjakan, tahu kemana (tugas) harus diarahkan, tahu bagaimana mengerjakannya dan dapat menilai tingkat kesuksesan tugas yang dikerjakannya untuk perbaikan di masa mendatang. Agar mampu memunculkan karakteristik ini, maka ia harus memiliki kemampuan untuk mengombinasikan semua informasi yang ia peroleh sehingga keputusan yang diambil untuk melaksanakan aksi terhadap lingkungannya akan tepat dan cepat. Gambar 4 memperlihatkan konsep agen yang diajukan dalam makalah ini.
Gambar 4. Konsep agen dan interaksinya dengan lingkungan.
2.2.2 Konsep Kolaborasi
Kolaborasi dapat didefinisikan sebagai suatu proses atau tindakan kolektif entitas (manusia, perangkat lunak atau sistem persenjataan) yang bekerja sama untuk menyelesaikan satu misi atau tujuan bersama (common mission/goal). Kolaborasi tidak memerlukan pemimpin namun mereka saling bekerja sama dalam bentuk berbagi pengetahuan,
pemikiran dan beban kerja. Lihat Sumari (2008b). Mengapa agen-agen perlu berkolaborasi ? Kapasitas agen tunggal dibatasi oleh sumber dayanya masing-masing padahal untuk menyelesaikan suatu misi strategis, waktu dan kecepatan pengolahan informasi adalah parameter-parameter utama yang menjadi ukuran keberhasilan misi tersebut.
Inti dari kolaborasi adalah setiap agen melaksanakan tugas utamanya dengan tidak mencampuri tugas utama agen-agen lainnya guna menghasilkan produk untuk mencapai tujuan bersama. Sebagai contoh dalam suatu penggelaran Operasi Militer untuk Selain Perang (OMSP), komandan memiliki staf-staf pendukung yang melaksanakan tugas-tugas utama di bidang operasi, personil dan logistik. Setiap staf melaksanakan tugas dan tanggung jawabnya untuk menghasilkan satu produk bersama dengan tujuan utama kesuksesan perencanaan dan pelaksanaan misi OMSP. Dengan kolaborasi proses dapat dijalankan secara paralel sehingga dapat mempercepat presentasi informasi ke komandan dan meminimalkan waktu dalam pengambilan keputusan dan tindakan.
Dalam kolaborasi, hal utama yang harus diperhatikan adalah pendefinisian tujuan bersama yang kemudian didistribusikan berdasarkan pada fungsi agen-agen berkaitan yang telah ditetapkan. Meskipun dalam kolaborasi tidak ada pemimpin, namun tetap diperlukan satu agen utama yang bertugas untuk melakukan aksi terhadap lingkungan berdasarkan dari informasi yang dikirimkan oleh agen-agen kolaboratif pada tingkat sebelumnya.
3. Sistem Fusi Informasi Berbasis Agen-Agen Kolaboratif
3.1 Desain Kolaborasi pada Multi-Agen
Gambar 5. Arsitektur multi-agen kolaboratif.
Hirarki Kolaboratif. Proses observasi, fusi informasi lokal dan aksi dilakukan oleh agen-agen secara mandiri, paralel dan kolaboratif. Mekanisme yang berlangsung adalah sebagai berikut :
o observasi adalah fungsi yang memetakan
lingkungan yang diobservasi ke persepsi lokal
: _
observe environment local percept (1)
o fusi lokal adalah fungsi yang memetakan
hasil-hasil persepsi ke fusi informasi lokal. Lokal bermakna pada masing-masing agen.
local _ fuse : percepts local _ fusion (2)
o aksi adalah fungsi yang memetakan
hasil-hasil fusi lokal aksi yang akan dilakukan yang dalam hal ini adalah mengirimkan hasil-hasil fusi lokal untuk dipersepsikan oleh agen utama.
: _ _
act local fusion result action (3)
Hirarki Utama. Proses observasi, fusi informasi akhir dan aksi dilakukan oleh agen utama setelan mempersepsikan hasil-hasil fusi lokal para agen kolaboratif. Mekanisme yang berlangsung adalah sebagai berikut :
o observasi adalah fungsi yang memetakan
lingkungan yang diobserbasi ke persepsi lokal
hasil persepsi akhir ke fusi informasi akhir.
final _ fuse : final _ percept
final _ fusion (5)
o aksi adalah fungsi yang memetakan hasil fusi
akhir ke aksi yang akan dilaksanakan sehingga diperlukan metoda yang tepat agar pengolahan informasi dapat dilaksanakan dengan cepat dan tepat. Dalam sistem ini akan digunakan metoda fusi penginferensian informasi A3S (Arwin-Adang-Aciek-Sembiring) yang sedang dalam proses penyempurnaan oleh Sumari, et al (2008).
Metoda ini murni dikembangkan dari hasil observasi pada kecerdasan manusia dalam menfusikan informasi yang diterima oleh panca inderanya sebagaimana telah disampaikan pada Bagian 2.1. Cara manusia dalam mengumpulkan informasi-informasi yang berkaitan dapat dikatakan sebagai pembelajaran akumulatif (accumulative learning) yakni memfusikan informasi-informasi yang berkaitan guna menjadi informasi tunggal yang lengkap sebagaimana yang dimodelkan oleh metoda A3S pada Persamaan (7). Lihat Sumari, et al 1,2,…,m adalah jumlah informasi-informasi yang berkaitan. Penggunaan notasi P Ai Bj adalah
untuk merepresentasikan probabilitas terfusi (gabungan, akumulatif) dari semua nilai-nilai probabilitas a posteriori informasi-informasi terkait yang diperoleh dari komputasi.
Notasi “est” menunjukkan bahwa probabilitas terfusi terbesar adalah hipotesa yang paling memungkinkan dari semua alternatif yang ada atau disebut juga dengan Derajat Keyakinan (Degree of Certainty, DoC). Pembelajaran akumulatif diperlihatkan oleh persamaan ni 1 mj1P A Bi j .
Faktor j digunakan sebagai faktor pembobotan untuk
membatasi hasil komputasi
1 1 1
n m
i j
4. Skenario Sederhana
Sebagai contoh aplikasi dari SFI-AK, pada bagian ini akan disampaikan satu contoh sederhana perencanaan dan pelaksanaan satu misi OMSP yakni pengiriman bantuan kemanusiaan ke satu daerah
yang ditimpa bencana alam di titik “D” dari pusat pemerintahan di titik “A” melalui titik-titik antara
“B” dan “C” seperti yang diperlihatkan pada
Gambar 6.
Gambar 6. Skenario sederhana OMSP dari Sumari, et al (2009).
Sebelum misi dilaksanakan, para staf pendukung harus menganalisa data dan informasi yang berkaitan agar rencana OMSP yang diajukan ke komandan sesuai dengan keadaan di lapangan. Untuk skenario sederhana ini, analisa hanya dilakukan dari tiga perspektif yakni operasi, dukungan personil dan dukungan logistik operasi.
4.1 Informasi-Informasi Terkait
Salah satu faktor penentu kesuksesan misi adalah keadaan cuaca di semua titik yang mana sangat bergantung pada parameter-parameter seperti curah hujan, kecepatan angin, dan lain-lain. Parameter-parameter tersebut akan bergantung pada musim yang berlaku di negara tropis yakni musim hujan, kemarau dan pancaroba. Data dan hasil pengolahan awal untuk skenario OMSP diambilkan dari Sumari, et al (2009).
Tabel 2. Probabilitas terfusi keadaan cuaca pada semua titik
Wil Titik Hujan Pancaroba Kemarau
DP A 0.143 0.714 0.143
CP
B 0.381 0.238 0.381
C 0.143 0.714 0.143
TP D 0.357 0.286 0.357
Tabel 3, Tabel 4 dan Tabel 5 merangkum kesiapan bidang operasi, personil dan logistik.
Tabel 3. Data kesiapan bidang operasi pada semua titik
Wil Titik Hujan Pancaroba Kemarau
DP A Tidak Siap Siap
CP
B Siap Siap Siap
C Tidak Siap Tidak
TP D Tidak Siap Siap
Tabel 4. Data kesiapan bidang personil pada semua titik
Wil Titik Hujan Pancaroba Kemarau
DP A Tidak Tidak Siap
CP
B Tidak Siap Siap
C Siap Siap Tidak
TP D Tidak Tidak Siap
Tabel 5. Data kesiapan bidang logistik pada semua titik
Wil Titik Hujan Pancaroba Kemarau
DP A Tidak Siap Siap
CP
B Tidak Siap Tidak
C Siap Siap Tidak
TP D Tidak Tidak Siap
4.2 Fusi Informasi
4.2.1 Fusi Informasi Hirarki Kolaboratif
Gambar 7. DoC OMSP dari perspektif operasi.
Gambar 8. DoC OMSP dari perspektif personil.
Gambar 9. DoC OMSP dari perspektif logistik.
4.2.2 Fusi Informasi Hirarki Utama
Aplikasi Persamaan (7) sekali lagi pada hasil fusi informasi agen-agen kolaboratif, hasil akhir diperlihatkan pada Gambar 10.
Gambar 10. DoC OMSP dari semua perspektif.
4.2.3 Penginferensian pada Hirarki Utama Dengan memperhatikan Gambar 10 dapat disimpulkan bahwa eksekusi misi bantuan kemanusiaan akan lebih baik bila dilaksanakan pada musim kemarau atau musim pancaroba. Namun bila
misi ingin dilaksanakan pada musim hujan, infrastruktur misi harus disiapkan pada titik-titik misi akan dilaksanakan.
5. Catatan-Catatan Penutup
Misi-misi strategis harus direncanakan dengan tepat agar pelaksanaannya tidak meleset dari rencana yang telah dibuat. Agar perencanaan dapat dilaksanakan dengan cepat, tepat dan akurat diperlukan informasi yang lengkap melalui SFI-AK berbasis metoda fusi penginferensian informasi A3S (Arwin-Adang-Aciek-Sembiring). Dalam ling-kungan dinamis, faktor non-teknis pada manusia menjadi kendala utama sehingga tugas-tugas pengolahan informasi digantikan oleh para agen kolaboratif dengan agen utama sebagai pengolah produk informasi akhir.
Dari contoh sederhana yang telah disampaikan, SFI-AK memiliki potensi besar untuk dapat diaplikasikan di berbagai bidang yang memerlukan pengolahan dan penyajian informasi dengan cepat dan tepat sebagai dasar untuk pengambilan keputusan.
Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Kepala Staf TNI AU, Marsekal TNI Subandrio beserta para staf pendukung atas bea siswa dalam menempuh Program Percepatan Doktor (S-3) Teknik Elektro dan Informatika di STEI ITB.
Daftar Pustaka:
Sumari, Arwin D.W. (2008a): Desain dan Implementasi Sistem Fusi Informasi Multi-Agent untuk Mendukung Pengambilan Keputusan dalam Perencanaan Operasi Udara,
Tesis Magister Teknik, Institut Teknologi Bandung.
Sumari, Arwin D.W. (2008b): Desain Dan Implementasi Sistem Fusi Informasi Agen Kolaboratif untuk Pengambilan Keputusan Berbasis Pengetahuan Tumbuh untuk C4ISR,
Laporan Teknik, Institut Teknologi Bandung. Sumari, Arwin D.W. et al. (2008): Pengembangan
Teori Probabilitas untuk Fusi Penginferensian Informasi, Prosiding Seminar Nasional Matematika IV 2008 (SemNasMatIV2008), RSP53-60.
Sumari, Arwin D.W. et al. (2009): Multi-Agent Information Fusion System: Concept and Application in Decision Making Support,
Prosiding Konferensi Nasional Sistem Informasi 2009 (KNSI2009), pp. 351-320. _______, Collins English Dictionary and Thesaurus
