Laporan Project Sistem Pakar Identifikas

(1)

Sistem Pakar Identifikasi Penyakit Tanaman Padi dengan

Forward

Chaining

Disusun oleh:

Denis Fadillah (G64124052)

Irenne Dwi Ayu Mardiasih (G64124046)

Novi Indra Haryono (G64124069)

Ramses R. S. S. (G64124067)

FAKULTAS MATEMATIKA DAN IPA

DEPARTEMEN ILMU KOMPUTER

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

(2)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada zaman sekarang ini, area persawahan sudah jarang sekali kita temui terutama di daerah perkotaan, banyak lahan persawahan yang sudah menjadi pabrik-pabrik ataupun perumahan. Kita hanya bisa menjumpai area persawahan di pedesaaan yang terpencil, padahal sawah sangat diperlukan petani untuk menanam bahan makanan pokok, seperti padi, jagung, tebu, kedelai dan sebagainya. Berkurangnya area sawah membuat hasil produksi menjadi menurun, belum lagi dengan banyaknya penyakit yang ada pada tanaman di persawahan, contohnya pada tanaman padi. Pada dasarnya padi merupakan makanan pokok setengah penduduk dunia dan merupakan tanaman yang paling produktif di antara tumbuhan-tumbuhan serealia.

Masyarakat Indonesia khususnya para petani dan pengusaha atau perusahaan yang bergerak di bidang tanaman padi membutuhkan informasi yang lebih cepat (up to date) terperinci dan jelas tentang jenis-jenis penyakit pada tanaman padi. Namun, kurangnya tenaga pakar dan terbatasnya informasi membuat petani merasa kesulitan dalam menangani penyakit pada tanaman padi.

(3)

1.2. Tujuan

a. Mengidentifikasi jenis penyakit padi dengan menggunakan forward chaining.

b. Membuat program aplikasi web sebagai pengganti pakar dengan mensubtitusikan pengetahuan manusia ke dalam bentuk sistem sehingga dapat dipakai orang banyak untuk menangani penyakit pada tanaman padi. c. Memberikan solusi bagaimana cara menanggulangi penyakit pada tanaman

padi.

1.3. Rumusan Masalah

Karena permasalahan penyakit pada tanaman padi ini cukup kompleks maka permasalahan dapat dirumuskan sebagai berikut :

1. Bagaimana mengidentifikasi penyakit pada tanaman padi?

2. Bagaimana membangun perangkat lunak aplikasi web yang mampu dalam menanggulangi penyakit pada tanaman padi?

3. Bagaimana penanggulangan penyakit pada tanaman padi?

1.4. Ruang Lingkup

(4)

BAB II

sebagai URL. Gabungan atas semua situs yang dapat diakses publik di internet disebut pula sebagai Waring Wera Wanua atau lebih dikenal dengan singkatan WWW.

2.2. Internet

Internet merupakan singkatan dari Interconected Networking, yang berarti suatu jaringan komputer yang terhubung dengan luas. Internet berasal dari sebuah jaringan komputer yang dibuat pada tahun 1970-an yang terus berkembang sampai sekarang menjadi jaringan dunia yang sangat luas. Jaringan tersebut diberi nama ARPANET, yaitu jaringan yang dibentuk oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat. Kemudian, jaringan komputer tersebut diperbaharui dan dikembangkan sampai sekarang dan menjadi tulang punggung global untuk sumber daya informasi yang disebut internet (Andrew, 1997).

2.3. Bandwidth

Bandwidth adalah suatu ukuran rentang frekuensi maksimum yang dapat mengalir data dari suatu tempat ke tempat lain dalam suatu waktu tertentu (Hekmat, 2005).

(5)

setiap detiknya melalui suatu media. Sedangkan dalam sinyal analog, bandwidth diartikan sebagai rentang antara frekuensi tinggi dan frekuensi terendah di ukur dalam satuan Hertz (Hz).

2.4. Sistem Pakar

Sistem pakar merupakan salah satu cabang dari Artificial Intelegence yang membuat penggunaan knowledge yang khusus secara luas untuk penyelesaian masalah tingkat manusia yang pakar (Arhami, 2005). Sistem pakar berbeda dengan program konvensional yanghanya dapat dipahami oleh pembuat program (programmer). Sistem pakar bersifat interaktif dan mampu menjelaskan pertanyaan pengguna.

Pengguna menyampaikan fakta atauinformasi untuk sistem pakar kemudian menerima saran atau jawaban dari pakar. Struktur skematis dalam sistem pakar dapat dilihat dalam Gambar 1, dan Gambar 2 menjelaskan bagaimana sistem pakar digunakan

(6)

Gambar 2 Proses penggunaan aplikasi sistem pakar

2.5. Fasilitas Akuisisi Pengetahuan

Fasilitas akuisisi pengetahuan merupakan alat untuk mendapatkan pengetahuan, fakta, aturan dan model yang diperlukan oleh sistem pakar dari berbagai sumber (Marimin, 2009). Pengetahuan tersebut didapat dari para pakar, beberapa buku, jurnal, data dasar dan media lain yang relevan dengan ruang lingkup sistem pakar yang akan dikembangkan.

Ada beberapa cara untuk melakukan akuisisi pengetahuan. Yang pertama adalah dengan cara manual, di mana dalam cara ini perekayasa mendapatkan pengetahuan dari sumber, dan lalu mengkodekannya ke dalam basis pengetahuan. Cara ini merupakan cara yang mahal dan tidak efisien, serta juga kadang kala tidak akurat.

(7)

Sementara yang ketiga adalah cara otomatik. Di sini peran pakar, perekayasa, maupun pembangun basis pengetahuan atau sistem (system builder) digabung. Contohnya adalah metode induksi.

Gambar 3 Model akuisisi pengetahuan

2.6. Basis Pengetahuan

Basis pengetahuan merupakan bagian yang memuat objek-objek pengetahuan serta hubungan yang dimiliki antar objek-objek dalam sistem pakar (Marimin 2009). Basis pengetahuan tersebut merupakan sumber kecerdasan sistem dan hal ini dimanfaatkan oleh mekanisme inferensi untuk mengambil keputusan.

(8)

2.7. Mesin Inferensi

Mesin inferensi merupakan komponensistem pakar yang memanipulasi dan mengarahkan pengetahuan dari basis pengetahuan, sehingga tercapai kesimpulan (Marimin, 2009). Tugas utama dari mesin inferensi adalah menguji fakta dan kaidah sertamenambah fakta baru jika memungkinkan serta memutuskan perintah sesuai dengan hasilpenalaran yang telah dilaksanakan.

2.8. Fasilitas Penjelasan

Fasilitas penjelasan merupakan bagian yang menerangkan penalaran, aksi ataupunrekomendasi yang dilakukan oleh sistem pakar(Marimin, 2009). Seorang pakar sering memberikan keterangan mengenai pandangan, rekomendasi atau keputusan mereka. Penjelasan di dalam sistem pakar biasanya berhubungan dengan beberapa bentuk penelusuran aturan (rule) yang dilakukan selama pemecahan permasalahan berlangsung, baik berupa diagnosis, perlakuan dan komplikasi.

2.9. User Interface

User interface merupakan mekanisme yang digunakan oleh pengguna dan sistem pakar untuk berkomunikasi (Arhami, 2005). Antarmuka menerima informasi dari pemakai dan mengubahnya ke dalam bentuk yang dapat diterima oleh sistem. Selain itu antarmuka menerima informasi dari sistem dan menyajikannya ke dalam bentuk yang dapat dimengerti oleh pengguna.

2.10. Rule Based Reasoning

Rule based reasoning adalah sebuah aturan pernyataan atau penalaran jenis tertentu yang menggunakan "if-then-else". Aturan hanya pola dan pencarian mesin inferensi pola dalam aturan yang sesuai dengan pola dalam data. "If" berarti "ketika kondisi benar," namun "Then" berarti "mengambil tindakan A" dan "Else" berarti "ketika kondisi tidak benar mengambil tindakan B." Contoh:

IF robbery is TRUE AND suspect witness identification is TRUE AND

suspect physical evidence is TRUE AND suspect lacks alibi is TRUE THEN

probable cause is TRUE ELSE

(9)

Mulai

Mewakili kepakaran

Selesai 2.11. Forward Chaining

Metode forward chaining adalah metode data driven dimana penelusuran dimulai dari mengambil fakta-fakta terlebih dahulu, kemudian fakta-fakta yang sudah ada digunakan untuk menarik kesimpulan

BAB III

METODE

Menurut Marimin, tahapan perancangan sistem pakar digambarkan pada Gambar 4.

(10)

Gambar 4 Tahapan perancangan sistem pakar Identifikasi masalah

Mencari sumber pakar

Akuisisi pengetahuan

Representasi pengetahuan

Membuat mesin inferensi

Implementasi

Pengujian

(11)

Dalam penelitian ini, basis pengetahuan yang digunakan dalam identifikasi penyakit pada tanaman padi adalah rules based reasoning dengan metode inferensi forward chaining. Metode forward chaining adalah metode data driven dimana penelusuran dimulai dari mengambil fakta-fakta terlebih dahulu, kemudian fakta-fakta yang sudah ada digunakan untuk menarik kesimpulan. Sehingga gejala-gejala yang terjadi pada tanaman padi digunakan sebagai fakta untuk menarik simpulan mengenai penyakit yang terjangkit pada tanaman padi. Pada Gambar 5 dijelaskan secara lengkap tahapan perancangan sistem yang akan dibuat.

Mulai

(12)

Gambar 5 Tahap perancangan sistem identifikasi penyakit tanaman padi

Dalam pembuatan sistem pakar identifikasi penyakit pada tanaman padi, metode inferensi forward chaining dilakukan melalui beberapa tahapan. Adapun tahapan yang dilakukan sebagai berikut:

1. User memilih gejala penyakit yang terjangkit pada tanaman padi 2. Sistem menentukan kemungkinan penyakit yang terjadi

3. Sistem menentukan type serangan dari penyakit yang terpilih

4. Sistem menganalisis kombinasi penyakit berdasarkan type serangan pada tanaman padi

5. Sistem menampilkan hasil diagnose jenis penyakit Validasi

Selesai Studi pustaka

Identifikasi masalah

Pengumpulan data

Pengolahan data

Perancangan rule based

Pembuatan mesin inferensi

(metode forward chaining)

(13)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Identifikasi Masalah

Beras yang berasal dari padi termasuk komoditas pangan di Indonesia. Untuk memenuhi konsumsi rata-rata masyarakat Indonesia yang sangat besar, produktivitas petani diharapkan dapat memenuhi target. Tetapi berbagai penyakit yang menyerang tanaman padi dapat menurunkan produktivitas panen padi. Permasalahan ini akan lebih baik jika diketahui sejak dini dari gejala yang ditimbulkan. Kurangnya pengetahuan petani dalam mendiagnosa penyakit padi serta salah penanganan terhadap permasalah ini semakin memperparah keadaan. Sedangkan seorang pakar atau ahli yang dapat membantu petani dalam mendiagnosa penyakit dari gejala-gejalanya masih sangat terbatas. Oleh karena itu, diperlukan suatu sistem pakar yang mempunyai kemampuan seperti para pakar tersebut sehingga dapat menutupi keterbatasan jumlah pakar yang dapat membantu petani untuk mendiagnosa penyakit padi.

Dari hasil identifikasi masalah di atas, didapat kesimpulan:

a. Petani tidak mengetahui penyakit yang menyerang padi dari gejala yang ditimbulkan.

b. Perlu analisis pakar untuk mendiagnosa penyakit padi. c. Kurangnya tenaga ahli/pakar yang dapat membantu petani

4.2. Solusi Masalah

Dibutuhkan sebuah sistem pakar yang mempunyai kemampuan seperti para pakar sehingga dapat menutupi keterbatasan jumlah pakar yang dapat membantu petani untuk mendiagnosa penyakit padi. Adapun langkah-langkah yang dilakukan adalah:

a. Mencari Sumber Pakar

(14)

b. Akuisisi Pengetahuan

Akuisisi pengetahuan merupakan tahapan untuk merumuskan pengetahuan (knowledge base) sehingga dapat diorganisasikan dalam komputer. Selain itu mendapatkan pengetahuan, fakta dan aturan-aturan yang dibutuhkan serta pemecahan masalah dari pakar. Pada tahap ini digunakan 2 teknik akuisisi yaitu interview dan laddering. Pada saat interview, didapat aturan bahwa penyakit padi dapat dibedakan dari serangan awal penyakit yang menyerang tanaman padi. Knowledge modeling yang didapat digambarkan pada laddering pada Gambar 5.

Gam

(15)

4.3. Representasi Pengetahuan

Dari tahap akuisisi didapatkan aturan-aturan yang akan menjadi rule based reasoning sistem pakar ini. Beberapa rule based yang didapatkan ditampikan pada table di bawah ini dan akan masih bertambah seiring proses perkembangan sistem pakar identifikasi penyakit tanaman padi.

Table 1 Rule based reasoning penentuan penyakit berdasarkan gejala

No Rules

 C = Bercak sempit berwarna hijau gelap

 D = Daun berwarna kuning, tembus cahaya di antara pembuluh daun

 E = Bercak coklat pada pelepah  F = Batang mudah roboh

 G = Bercak oval atau bulat berwarna putih pucat  H = Bercak coklat kehitaman

 I = Bercak berbentuk belah ketupat  J = Pusat bercak berwarna putih

 K = Bercak coklat kehitaman pada leher  L = Malai patah

 M = Bercak coklat pada helai daun bendera  BLB = Bakteri hawar daun

(16)

Table 2 Rule based diagnose type serangan

No _Rules

R7 IF LB is true THEN daun is LB

R8 _{IF BD is true THEN daun is BD}

R9 IF LB AND BD THEN daun is LB + BD

R10 _{IF BLS is true THEN daun is BLS}

R11 _{IF BLB is true THEN daun is BLB}

R12 _{IF HP is true THEN batang is HP}

(17)

Table 3 Rule based diagnose hasil penyakit

No _Rules

R14 IF daun is true AND batang is true AND malai is true THEN penyakit is_{daun, batang, malai} R15 _{IF daun is true AND batang is true THEN penyakit is daun dan batang}

R16 _{IF daun is true AND malai is true THEN penyakit is daun dan malai}

R17 _{IF batang is true AND malai is true THEN penyakit is batang dan malai}

R18 _{IF daun is true THEN penyakit is daun}

R19 _{IF batang is true THEN penyakit is batang}

R20 _{IF malai is true THEN penyakit is malai}

4.4. Membuat Mesin Inferensi

Mesin inferensi yang dirancang menggunakan metode forward chaining untuk pemecahan solusi dari aturan-aturan dan fakta yang di inputkan ke dalam sistem.

$BLB=$BLS=$HP=$LB=$NB=$BD=$daun=$batang=$malai=0; $gejala = $this->input->post('gejala');

$j = count($gejala);

//diagnosa penyakit for($i=0;$i<$j;$i++){

if($gejala[$i]=='A' || $gejala[$i]=='B') $BLB=1;

else if($gejala[$i]=='C' || $gejala[$i]=='D') $BLS=1;

(18)

$HP=1;

else if($gejala[$i]=='H' || $gejala[$i]=='I' || $gejala[$i]=='J') $LB=1;

else if($gejala[$i]=='K' || $gejala[$i]=='L') $NB=1;

else if($gejala[$i]=='M') $BD=1; }

//penyakit daun

if($LB) $daun = array("LB"); if($BD) $daun = array("BD");

if($LB && $BD) $daun = array ("LB","BD"); if($BLS) $daun = array("BLS");

(19)

(20)

(21)

4.5. Implementasi dan Pengujian

Gambar 7 Hasil implementasi tampilan sistem pakar identifikasi penyakit tanaman padi

(22)

(23)

Lampiran 1 Curiculum Vitae Pakar

Curriculum Vitae

DATA PRIBADI

Nama Lengkap : Adi Arif Maulana

Tempat, Tanggal Lahir: : Sumedang 7 Januari 1984 Domisili : Sumedang

(1997) SDN Tanjungkerta – Sumedang (2001) SLTPN 1 Tanjungkerta – Sumedang (2003) SPP/SPMA Cimalaka – Sumedang (2005) Diploma 3 IPB (Institut Pertanian Bogor)

KEMAMPUAN

Kemampuan Komputer (MS Word,Excel,Power Point)

PENGALAMAN KERJA

Bekerja di PT. Nufarm Indonesia Periode : Maret 2007 – Juni 2012

Posisi : Territory Assistant Wilayah Subang Barat

Rincian Pekerjaan

 Melakukan Demo (FD 8 kali Sebulan)  Melakukan Farmer Meeting (4 Kali Sebulan)  Kontrak Program Retailer 1 (R1)

 Kontrak Program Retailer 2 (R2)

1. Bekerja di CV. Dwi Enggal Mandiri/PT. DuPont Periode : Juni 2012 – Sekarang

Posisi : Technical Support Officer (Subang – Indramayu) Rincian Pekerjaan:

 Pengembangan Produk Baru

 Pengembangan Wilayah Baru

 Pembinaan Petani Potensial (Ambassador DuPont)  Kunjungan Kios

 Field Trip

(24)

Periode : 1 Oktober – Sekarang

 Pembinaan Petani Potensial (Ambassador DuPont)

 Kunjungan Kios  Field Trip

 Program Retailer dan Dealer

Lampiran 2 Hasil Wawancara

Dokumentasi Wawancara Pakar Akademisi

Kami melakukan wawancara dengan salah satu manager perusahaan yang bergerak dalam bidang pestisida untuk sebanyak mungkin mengumpulkan data dan informasi yang diperlukan dalam pengembangan sistem pakar identifikasi penyakit tanaman padi. Berikut ini dokumentasi hasil wawancara kami dengan beliau.

Q: kita ada rencana mengembangkan sistem pakar untuk hama tanaman padi

sebaiknya dari mana kita memulainya agar sistem kita dapat menghasilkan analisa dan solusi yang baik

A: sekarang ini telah ditemukan berbagai macam penyakit tanaman padi dan

gejala yang ditimbulkan,sebaiknya di awal kita inventarisasi permasalahan tersebut untuk selanjutnya

dilakukan klasifikasi menurut gejalanya.

Q: apa saja penyakit yang sekarang ini sering menjangkit pada tanaman padi

dan biasanya menyerang apa saja

A: ada beberapa penyakit tanaman padi yang sekarang ini berkembang

diantaranya:

- Penyakit Bercak daun yang disebabkan oleh jamur Cercospora oryzae

- Penyakit Hawar Daun yang disebabkan oleh Bakteri Xanthomonas campestris yang menyerang daun

- Penyakit Daun Bergaris yang disebabkan oleh Bakteri Xanthomonas campestris yang menyerang daun

- Penyakit Hawar Pelepah yang disebabkan oleh jamur Rhizoctonia solani yang menyerang batang/pelepah

- Penyakit Blast Daun yang disebabkan oleh jamur Pyricularia grisea

- Penyakit leher malai yang disebabkan oleh jamur Pyricularia grisea dan menyerang leher malai

(25)

bersamaan

A:kemungkinan itu pasti ada ,untuk itu kita lakukan analisa dan perhitungan

manakah penyakit yang lebih dominan sehingga diperlukan penanganan terlebih dahulu tetapi ada juga penyakit yang menyerang pada satu tempat secara bersamaan dan harus segera ditangani.

Q: dari semua penyakit yang disebutkan adakah cara penangananya

A: sekarang ini dengan perkembangan teknologi semua penyakit telah memiliki

solusi untuk menanganinya seperti,

- Penyakit bercak daun, penanggulangan dengan cara pemupukan berimbang yang lengkap dengan dosis 250 kg urea, 100 kg SP36 dan 100 kg KCL per Ha. - Penyakit hawar daun ,penanggulangan dengan pilih varietas yang tahan,pemupukan lengkap dan pengaturan air yang baik

- Penyakit Daun Bergaris, penanggulangan dengan buang atau hancurkan tunggul-tunggul dan jerami-jerami yang terinfeksi/sakit,gunakan pupuk nitrogen sesuai anjuran, atur jarak tanam tidak terlalu rapat.

- Penyakit hawar pelepah, penanggulangan dengan pemupukan tanaman dengan dosis 250 kg urea, 100 kg SP36 dan 100 kg KCL per Ha, atur pertanaman agar jangan terlalu rapat, buang gulma dan tanaman yang sakit, gunakan fungisida (bila diperlukan) antara lain yang berbahan aktif:

Q: baik pak untuk sementara ini kami pikir cukup informasi yang kita dapat,terima

kasih untuk waktunya dan pengetahuan yang telah di share pada kami. kalau ada data dukung lainnya kami minta tolong dikirimkan ke email ini pak , denisfadillah@gmail.com

A: Ya sama-sama nanti akan saya kirim data dukungnya, semoga lancar ya

(26)

Lampiran 3 Hasil penelusuran penyakit berdasarkan gejala (tree)