Sistem Pakar Identifikasi Penyakit Tanaman Kacang Tanah Menggunakan Metode Fuzzy Mamdani Berbasis Android

(1)

Fakultas Ilmu Komputer

Universitas Brawijaya 2840

Sistem Pakar Identifikasi Penyakit Tanaman Kacang Tanah Menggunakan

Metode Fuzzy Mamdani Berbasis Android

Arifandi Wahyu Widianto1 _{, Nurul Hidayat}2_{, Moch. Cholil Mahfud}3

1,2_{Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya} 3_{Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP), Badan Litbang Pertanian}

Email: 1_{arifandiwahyu245@gmail.com,}2_{ntayadih@ub.ac.id,}3_{cholil_mohammad@yahoo.com}

Abstrak

Kacang tanah (Arachis hypogaea L.) adalah salah satu komoditas tanaman penting setelah tanaman jagung dan kedelai. Selain itu, produksi kacang tanah di belum mencukupi kebutuhan dan sering mengalami gagal panen. Salah satu penyebab hal itu adalah penyakit pada kacang tanah itu sendiri. Untuk mengatasi masalah penyakit pada kacang tanah dilakukan dengan membuat sistem identifikasi penyakit, sehingga mempermudah pengendalian. Metode yang digunakan adalah logika fuzzy mamdani dan forward chaining, logika fuzzy Mamdani untuk menentukan nilai dan hasil diagnosis penyakit dari gejala yang ditimbulkan, sedangkan forward chaining digunakan untuk pembobotan nilai. Setelah dilakukan implementasi dan pengujian, didapatkan hasil akurasi antara pakar dengan sistem sebesar 90,00%. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan bahwa hasil dari sistem dan pakar sudah sejalan dan memiliki akurasi positif.

Kata Kunci: Kacang Tanah, Fuzzy Mamdani, Sistem Pakar, Logika Fuzzy

Abstract

Peanut (Arachis hypogaea L.) is one of important plant commodities after corn and soybean crops. In addition, peanut production in not sufficient needs and often experience crop failure. One of the causes of it is the disease in the peanut itself. To overcome the problem of disease in peanuts done by making disease identification system, thus facilitating the control. The method used is fuzzy mamdani logic and forward chaining, fuzzy logic of Mamdani to determine the value and result of disease diagnosis of the phenomenon, while forward chaining is used for weighting value. After the implementation and testing, obtained the accuracy between experts with the system of 90.00%. From these results can be concluded that the results of the system and experts are aligned and have a positive accuracy.

Keywords:Peanut, Fuzzy Mamdani, Expert System, Fuzzy Logic

1. PENDAHULUAN

Kacang tanah atau dalam bahasa latin Arachis hypogaea L. merupakan salah satu komoditas tanaman penting di Indonesia setelah tanaman jagung dan kedelai. Sampai saat ini produksi dalam negeri belum mencukup kebutuhan, dan untuk memenuhi kebutuhan tersebut Indonesia masih mendatangkan kacang tanah dari luar negeri (impor) (Fachruddin, 2000). Hal ini mendorong peningkatan produksi kacang tanah di Indonesia. Berbagai masalah yang timbul pada proses peningkatan produksi kacang tanah yaitu adanya faktor penyakit. Pengendalian penyakit kacang tanah sering tidak berhasil karena keterlambatan melakukan pengendalian akibat keterlambatan

mendiagnosis penyakit tersebut (Marwoto dan Hardaningsih, 2004).

(2)

Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya

Ahli pertanian mempunyai kemampuan untuk menganalisis gejala-gejala penyakit tanaman tersebut, tetapi untuk mengatasi semua persoalan yang dihadapi petani terkendala oleh waktu dan banyaknya petani yang mempunyai masalah dengan gejala yang timbul dan beberapa kemiripan gejala yang membuat para petani susah melakukan identifikasi penyakit pada tanaman kacang tanahnya.

Salah satu cara yang bisa digunakan dalam mendeteksi penyakit tanaman kacang tanah adalah penerapan logika fuzzy. Logika fuzzy adalah metodologi sistem kontrol pemecahan masalah yang cocok diimplementasikan pada sistem, mulai dari sistem yang sederhana, sistem kecil, embedded sistem, jaringan PC, multi-channel atau workstation berbasis akuisisi data, dan sistem kontrol (Widiyantoro, 2014). Salah satu metode dalam logika fuzzy adalah metode Mamdani. Metode Mamdani paling sering digunakan dalam aplikasi-aplikasi karena strukturnya yang sederhana, yaitu menggunakan operasi Min-Max atau Max-Product (Sukandy, 2013). Berdasarkan penjabaran latar belakang tersebut, sistem pakar deteksi penyakit tanaman kacang tanah pada tugas akhir ini menggunakan Fuzzy Mamdani.

2. KACANG TANAH

Kacang tanah (Arachis hypogaea L.) secara ekonomi merupakan tanaman kacang-kacangan yang menduduki urutan kedua setelah kedelai, sehingga berpotensi untuk dikembangkan karena memiliki nilai ekonomi tinggi dan peluang pasar dalam negeri yang cukup besar. Biji kacang tanah dapat digunakan langsung untuk pangan dalam bentuk sayur, digoreng atau direbus, dan sebagai bahan baku industri seperti keju, sabun dan minyak, serta brangkasannya untuk pakan ternak dan pupuk (Marzuki, 2007). Di Indonesia kacang tanah merupakan salah satu sumber protein nabati yang cukup penting dalam menu makanan. Sebagai bahan konsumsi, kacang tanah diolah dalam berbagai bentuk makanan seperti kue-kue, cemilan, atau hasil olahan lain. Di Indonesia kacang tanah memiliki beberapa nama antara lain kacang cina, kacang brol, dan kacang brudal (Andrianto dan Indarto, 2004).

2.1 Penyakit Kacang Tanah

1. Bercak Daun

Bercak daun merupakan salah satu penyakit utama pada kacang tanah yang menurunkan

hasil sampai 60%. Bercak daun ini disebabkan oleh Cercospora personata dan Cercospora arachidicola. Penyakit ini dominan pada pertanaman kacang tanah lahan kering maupun lahan sawah. Penyakit ini sudah menyebar ke seluruh dunia, termasuk Indonesia, umumnya disebut tikka.

2. Karat (Rust)

Karat adalah penyakit penting secara ekonomi di negara-negara penghasil kacang tanah, menyebabkan kehilangan hasil yang cukup signifikan terutama bila serangannya bersama-sama dengan penyakit bercak daun. Bila penyakit meninfeksi tanaman kacang di awal fase generatif, menyebabkan pengurangan pengisian polong.

3. Belang (Mottle)

Penyakit belang pada kacang tanah merupakan penyakit penting dan tersebar luas di daerah pusat pertanaman kacang tanah di Indonesia. Kehilangan hasil akibat serangan penyakit virus belang berkisar 10 -60% tergantung dari jenis kacang tanah, musim dan umur tanaman pada saat terinfeksi. Penyakit tidak mengurangi berat, gaya kecambah, dan ukuran biji, tetapi mengurangi jumlah polong, jumlah biji dan berat kering biji. Makin awal terjadinya infeksi, pengurangan semakin besar.

4. Layu Bakteri

Penyakit layu bakteri yang disebabkan oleh bakteri Ralstonia solanacearum yang sebelumnya bernama Pseudomonas solanacearum merupakan penyakit penting pada budidaya kacang tanah di Indonesia. Bakteri ini dapat menyerang tanaman kacang tanah pada berbagai stadia pertumbuhan.

Pengendalian bisa dilkukan dengan kultur teknis seperti merendam tanah selama 15-30 hari kemudian diikuti dengan perbaikan drainage sebelum penyemaian dapat mengurangi insiden penyakit.

5. Layu Pythium

(3)

6. Busuk Batang Sclerotium

Busuk Batang Sclerotium salah satu penyakit yang merugikan, dimana penyakit ini disebabkan jamur Sclerotium rolfsii. Kerugian hasil kacang tanah karena busuk batang

Sclerotium cukup tinggi yaitu antara 13−59%

(Nautiyal 2002). Hasil penelitian Budi (2004) menunjukkan bahwa busuk batang S. Rolfsii

mengurangi hasil polong kacang tanah sebesar 11% pada Varietas Kelinci.

7. Sapu setan (Witches’ Broom)

Penyakit sapu pada kacang tanah dikenal di Indonesia sejak tahun 1910-an. Untuk pertama kali penyakit ini dilaporkan oleh Rutgers. Rutgers menamakannya sebagai Krulziektie

(Curly desease). Nama ini diberikan berdasarkan gejala yang tampak. Penyakit dapat menurunkan hasil polong mencapai 28-69%. Penyakit juga dapat menurunkan kandungan protein dan lemak biji tanaman sakit.

8. Gapong

Istilah “Gapong” yang mulai dipublikasikan

pada tahun 1930-an digunakan untuk menamakan polong kacang tanah yang tidak berisi biji, polong berwarna hitam, kulit polong rapuh dan kadang-kadang diikuti oleh kondisi busuk. Hasil survei tanaman kacang tanah di Kab. Cirebon dan Majalengka pada musim kemarau menunjukkan bahwa istilah gapong digunakan untuk menunjukkan kondisi polong yang tidak sehat dengan beragam keadaan.

3. SISTEM PAKAR

Sistem pakar merupakan cabang dari

Artificial Intelligence (AI) yang cukup tua karena sistem ini mulai dikembangkan pada pertengahan 1960. Sistem pakar yang muncul pertama adalah General-purpose Problem Solver (GPS) yang dikembangkan oleh Newel dan Simon (Sutojo, 2011).

4. FUZZY MAMDANI

Metode Fuzzy Mamdani merupakan salah satu dari metode inferensi fuzzy yang paling popular digunakan pada berbagai bidang. Metode ini pertama kali diperkenalkan oleh Ebrahim Mamdani pada tahun 1975. Untuk

mendapatkan output, diperlukan empat tahapan (Kusumadewi & Purnomo, 2004), yaitu: 1. Pembentukan Himpunan Fuzzy

Pada metode mamdani, baik variabel input maupun output dibagi menjadi satu atau lebih himpunan fuzzy

2. Aplikasi Fungsi Implikasi

Pada metode mamdani, fungsi implikasi menggunakan operator AND atau fungsi min. Fungsi min akan mencari nilai keanggotaan terkecil antara dua himpunan

fuzzy

3. Komposisi Aturan

Ada tiga metode yang digunakan dalam melakukan inferensi sistem fuzzy Mamdani yaitu max, additive, dan probabilistik OR (probor).

1. Metode Max

Solusi himpunan fuzzy diperoleh dengan cara mengambil nilai maksimum aturan, kemudian menggunakannya untuk memodifikasi daerah fuzzy, dan mengaplikasikannya ke output dengan menggunakan operator OR (union). Jika semua proposisi telah dievaluasi, maka output akan berisi suatu himpunan fuzzy yang merefleksikan kontribusi dari tiap-tiap proposisi. Secara umum dapat ditulis menggunakan Persamaan (1).

Pada metode ini, solusi himpunan fuzzy

diperoleh dengan cara melakukan

bounded-sum terhadap semua output daerah fuzzy. Secara umum dapat ditulis menggunakan persamaan (2).

𝝁𝐬𝐟(𝒙𝒊) = 𝒎𝒊𝒏[𝟏, 𝝁𝒔𝒇(𝒙𝒊) + 𝝁𝒌𝒇(𝒙𝒊)] (2)

Dengan :

𝜇sf(𝑥𝑖) = nilai keanggotaan solusi fuzzy

(4)

𝜇kf(𝑥𝑖) = nilai keanggotaan konsekuen

fuzzy aturan ke-i

3. Metode Probabilistik OR

Pada metode ini, solusi himpunan fuzzy

diperoleh dengan cara melakukan product terhadap semua output daerah

fuzzy. Secara umum dapat ditulis menggunakan persamaan (3).

𝝁𝐬𝐟(𝒙𝒊) = 𝒎𝒊𝒏 (𝝁𝒔𝒇(𝒙𝒊) + 𝝁𝒌𝒇(𝒙𝒊) −

𝝁𝒔𝒇(𝒙𝒊) + 𝝁𝒌𝒇(𝒙𝒊)) (3)

Dengan :

𝜇sf(𝑥𝑖) = nilai keanggotaan solusi fuzzy

sampai aturan ke-i

𝜇kf(𝑥𝑖) = nilai keanggotaan konsekuen

fuzzy aturan ke-i 4. Penegasan (deffuzification)

Deffuzification merupakan langkah terakhir dari Fuzzy Mamdani. Input dari proses defuzzifikasi adalah suatu himpunan fuzzy

yang diperoleh dari komposisi aturan-aturan fuzzy, sedangkan output yang dihasilkan merupakan suatu bilangan pada domain himpunan fuzzy dalam range tertentu, maka harus dapat diambil suatu nilai crisp tertentu sebagai output.

Flowchart sistem metode fuzzy mamdani bisa dilihat di Gambar 1.

Gambar 1. Flowchart metode fuzzy mamdani

5. IMPLEMENTASI

Implementasi antarmuka berfungsi sebagai sarana komunikasi antara pengguna dengan sistem. Implementasi antarmuka pada penelitian ini terdiri dari 5 antarmuka yaitu antarmuka diagnosis, daftar gejala, daftar penyakit, hasil identifikasi dan about. Implementasi antarmuka bisa dilihat pada Gambar 2-6.

Gambar 2. Antarmuka Diagnosis

(5)

Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya Gambar 4. Antarmuka Daftar Penyakit

Gambar 5. Antarmuka Hasil Identifikasi

Gambar 6. Antarmuka About

6. PENGUJIAN DAN ANALISIS

Prosedur pengujian tingkat akurasi dilakukan dengan cara membandingkan hasil diagnosis pakar dengan hasil diagnosis sistem. Dalam pengujian ini terdapat 50 data kasus penyakit tanaman kacang tanah beserta dengan diagnosis pakar. Nilai yang digunakan sebagai acuan diperoleh dari hasil wawancara dengan pakar. Pengujian perbandingan hasil dan akurasi sistem dengan pakar ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1 Perbandingan hasil sistem dengan pakar

No Output sistem Output Pakar Hasil Akurasi

1 Sapu setan Sapu setan 1

3 Bercak daun Bercak daun 1

7 Layu pythium Layu pythium 1

9 Layu bakteri Layu bakteri 1

14 Karat Karat 1

15 Karat Bercak daun 0

21 Karat Karat 1

26 Gapong Busuk Batang

Sclerotium

0

29 Karat Karat 1

(6)

31 Layu bakteri Karat 1

33 Karat Karat 1

39 Karat Karat 1

40 Karat Karat 1

41 Layu bakteri Sapu setan 1

42 Layu bakteri Sapu setan 0

45 Gapong Gapong 1

46 Belang Belang 1

47 Gapong Gapong 1

48 Layu pythium Layu pythium 1

49 Karat Karat 1

Data diatas adalah data hasil perbandingan sistem dengan pakar.

Jumlah Data Uji = 50

Hasil Sistem yang Sesuai = 45

𝑎𝑘𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖 (%) =45_{50 𝑥100 = 90%}

Berdasarkan hasil perbandingan data uji dan sistem dapat menyimpulkan bahwa tingkat akurasi sistem sebesar 90%. Pengujian ini menggunakan 50 data uji dengan gejala yang di pilih secara acak.

7. KESIMPULAN

Berdasarkan dari hasil perancangan dan pengujian yang telah dilakukan, maka kesimpulan yang diperoleh adalah sebagai berikut:

1. _Rancangan _sistem _pakar _identifikasi

penyakit kacang tanah terdiri dari 4 tabel

database yaitu tabel user, tabel identifikasi, tabel gejala dan tabel penyakit. Dan terdiri dari 5 user interface yaitu antarmuka proses diagnosis, daftar gejala, daftar penyakit, hasil identifikasi dan about.

2. _{Hasil pengujian sistem pakar kacang tanah}

dengan metode fuzzy mamdani di penelitian

ini dengan 50 uji data kasus yang dipilih secara acak diperoleh dengan tingkat akurasi 90%, penurunan tingkat akurasi disebabkan oleh nilai densitas hasil identifikasi sistem dengan pakar berbeda.

8. DAFTAR PUSTAKA

Andrianto, T.T. dan N. Indarto. 2004. Budidaya dan Analisis Tani Kedelai, Kacang Hijau, Kacang Panjang. Absolut. Yogyakarta. 93 hlm.

Fachruddin, Lisdiana. 2000. Budidaya Kacang-Kacangan. Kanisius, Yoyakarta.

Kayame, Pongtiku. 2016. Ilmu Kesehatan Masyarakat Belajar dari Lapangan. Nulisbuku.com : Jakarta.

Kusumadewi, S., dan Purnomo, H., 2004. Aplikasi Logika Fuzzy untuk Pendukung Keputusan. Yogyakarta: Graha Ilmu.

Marwoto, Sri Hardaningsih. 2004. Identifikasi hama penyakit kedelai serta cara pengendaliannya. Lokakrya Pengembangan kedelai melalui pendekatan PTT di lahan kering masam. Balitkabi-BPTP Lampung. 72 hlm.Marzuki, R. 2007. Bertanam Kacang Tanah. Jakarta : Penebar Swadaya.

Marzuki, R. 2007. Bertanam Kacang Tanah. Jakarta : Penebar Swadaya.

Nautiyal, M.C. and Purohit, A.N. 2000. Cultivation of Himalayan Aconites under poly house Condition. Current Science, 78(9): 1062-1063

Sutojo, S.Si., M.Kom., Edy Mulyanto, S.Si., M.Kom., Dr. Vincent Suhartono, 2011, Kecerdasaan Buatan, Yogyakarta.