Materi AI Semester III JARINGAN SARAF

JARINGAN SARAF TIRUAN

1.1.  Jaringan Saraf Biologi

Otak manusia tersusun atas sel-sel saraf atau neuron-neuron yang membentuk jaringan. Sekumpulan neuron (saraf) yang saling terhubung ini berfungsi untuk memberikan sebuah tanggapan atas sebuah rangsangan yang mengenainya. Setiap rangsangan memiliki tanggapan-tanggapan tersendiri dari sebuah neuron tersebut terhadap jenis rangsangan yang mengenainya.

Sebuah neuron memiliki 3 tipe komponen yaitu dendrit (bagian yang menerima rangsang dari axon), soma (badan sel saraf) dan axon (bagian sel yang berhubungan dengan dendrit sel saraf lain dan membentuk simpul yang disebut sinapsis). Dendrit dapat menerima banyak sinyal dari neuron lain. Sinyal adalah impuls listrik yang dipancarkan menyebrangi celah sinapsis yang disebabkan proses kimia. Tindakan dari pancaran proses kimia mengubah sinyal yang datang (secara khas, dengan penskalaan frekuensi sinyal yang diterima). Proses tersebut sama dengan sifat bobot dalam jaringan saraf tiruan [6].

Soma, atau badan sel menjumlahkan sinyal yang datang. Ketika masukan cukup diterima, sel menjadi aktif, saat itulah sel mengirimkan sinyal melaui axonnya ke sel lain. Kejadian ini menimbulkananggapan bahwa setiap sel saraf berada dalam keadaan aktif atau tidak aktif, pada setiap satuan waktu. Sehingga pengiriman sinyal dikenali sebagai kode biner. Kenyataannya, frekuensi dari keadaan aktif bervariasi, sesuai dengan kekuatan sinyal yakni kuat atau lemah magnitudenya. Pencocokan dengan kode biner ini dilakukan untuk menentukan tahap-tahap dalam tiap waktu diskrit dan menjumlahkan semua aktivitas (sinyal diterima atau dikirim) pada tahap tertentu berdasarkan satuan waktu.

Transmisi sinyal dari neuron tertentu disempurnakan dengan hasil kerja energi potensial neuron yang disebabkan perbedaan konsentrasi ion-ion dari setiap sisi sarung pelindung axon neuron (sumsum otak manusia). Ion-ion kebanyakan secara langsung melibatkan zat-zat potassium, sodium dan klorida.

Beberapa fitur penting proses elemen dari jaringan saraf tiruan yang berasal dari cara kerja jaringan saraf biologi [6]: 

a. Elemen pemroses menerima beberapa sinyal.

b. Sinyal memungkinkan dimodifikasi oleh bobot pada sinapsis penerima.

c.  Elemen pemroses menjumlahkan bobot input.

d. Dalam lingkungan yang sesuai (jumlah input yang sesuai), neuron mengirimkan output tunggal.

e. Output dari neuron khusus memungkinkan dipindahkan ke beberapa neuron lain (melalui cabang axon).

Beberapa fitur jaringan saraf tiruan yang dipelajari dari neuron biologi[6] :

a. Pemrosesan informasi bersifat lokal (meskipun cara berbeda dalam proses transmisi, seperti aksi beberapa hormon, memungkinkan penganjuran cara control proses yang bersifat keseluruhan).

b. Memori terdistribusi :

1. Memori yang berjangka panjang berada dalam sinapsis neuron  atau bobot.

2. Memori jangka pendek merespon sinyal kiriman oleh neuron.

c. Kekuatan sinapsis dapat dimodifikasi oleh pengalaman.

d. Neuron pengirim untuk sinapsis mungkin bersifat pengeksitasi atau penghambat.

Karakteristik penting lain jaringan saraf tiruan yang merupakan bagian dari sistem saraf biologi adalah toleransi kesalahan/kekurangan data. Sistem saraf biologi memiliki toleransi kesalahan dalam 2 aspek [6] :

a.    Dapat mengenali banyak input sinyal yang beberapa diantaranya berbeda dengan yang pernah dikenali sebelumnya. Sebagai contoh kemampuan manusia untuk mengenali seseorang dari suatu gambaran atau mengenali seseorang setelah periode yang lama.

b.Dapat menerima kerusakan ke dalam sistem saraf itu sendiri.

Manusia memiliki lebih dari 100 trilyun neuron. Kebanyakan diantaranya berada di otak. Jika terjadi kerusakan pada salah satu bagian, maka akan memungkinkan bagian lain akan menjalankan fungsi dari neuron yang rusak [6]. Adapun perbandingan kedua jaringan tersebut dapat dilihat pada gambar 1.1 dan gambar 1.2.          Next >>