Penerapan Teorema Bayes Pada Sistem Pakar Untuk Penyakit Tumbuhan Padi

Abstrak

   Padi merupakan salah satu komoditi pangan utama di Indonesia. Kebutuhan akan komoditi padi terus meningkat dari tahun ke tahun baik sebagai bahan pangan utama, pakan ternak maupun sebagai bahan baku industri skala besar hingga skala kecil. Berbagai upaya telah dilakukan untuk meningkatkan produksi padi nasional antara lain dengan penelitian varietas unggul, perluasan areal tanam, dan penyuluhan. Namun dalam proses penanaman padi terdapat beberapa kendala yaitu intensitas serangan hama dan penyakit, dan kurangnya tenaga penyuluh pertanian. Dalam mengatasi masalah serangan penyakit pada tanaman padi, petani padi selaku pihak yang berhubungan secara langsung pada penanaman padi perlu untuk mengetahui informasi yang cepat dan akurat terkait jenis penyakit yang menyerang. Sehingga setelah didapatkan informasi penyakitnya maka dapat segera diketahui solusi untuk mengatasi serangan penyakit tersebut. Dengan berkembangnya teknologi informasi, banyak informasi yang dapat diakses secara cepat melalui layanan internet. Kemudahan akses terhadap informasi inilah yang salah satunya dapat digunakan untuk memberikan informasi kepada petani padi tentang identifikasi penyakit. Oleh karena itu peneliti mencoba memberikan salah satu solusi yang dapat dilakukan untuk membantu petani padi dalam mengidentifikasi penyakit tanaman padi. Pada penelitian ini peneliti menerapkan teorema Bayes untuk menghitung nilai probabilitas hasil identifikasi penyakit tanaman padi. Pada pengujian sampel data gejala penyakit menunjukkan bahwa menghasilkan nilai akurasi sebesar 90 %.

Kata kunci : Teorema Bayes, Tumbuhan Padi, Probabilitas

A. Teorema Bayes

   Teorema bayes merupakan satu metode yang digunakan untuk menghitung ketidakpastian data menjadi data yang pasti dengan membandingkan antara data ya dan tidak. Probabilitas bayes merupakan salah satu cara untuk mengatasi ketidakpastian data dengan menggunakan formula bayes yang dinyatakan : 

Dimana :

P(H | E) = probabilitas hipotesis H jika diberikan evidence E

P(E | H) = probailitas munculnya evidence E jika diketahui hipotesis H

P(H) = probabilitas H tanpa mengandung evidence apapun

P(E) = probabilitas evidence E

B. Basis Pengetahuan 

    Dibawah ini adalah basis pengetahuan yang dijadikan sebagai referensi penerapan teorema bayes dalam menentukan probabilitas penyakit berdasarkan gejala yang dijadikan dengan menggunakan masing-masing kode penyakit serta kode masing-masing gejala. Penyakit (P01) : bakteri Xanthomonas campestris pv oryzae) Gejala: G01 | menyerang daun dan titik tumbuh. G02| Terdapat garis-garis di antara tulang daun Pengendalian: menanam varitas tahan penyakit seperti IR 36, IR 46, Cisadane, Cipunegara, menghindari luka mekanis, sanitasi lingkungan, pengendalian kimia dengan bakterisida Stablex WP

C. Perhitungan Manual

Misalnya gejala yang tampak pada tanaman padi ada 2 gejala yaitu G01 dan G02 hitung:

1. Penyakit bakteri Xanthomonas campestris pv oryzae (P01) Jika probabilitas (P01) adalah : 0,11 Jika probabilitas gejala memandang penyakit adalah 

G01 : 0,3

G02 : 0,3

Perhitungan nilai Bayes 1 : 

a. P (P01 | G01) = 

                                                         P (G01 | P01) * P (P01)                                                                  

P(G01 | P01) * P (P01) + P (G01 | P02) * P (P02) + P (G01 | P03) * P (P03) + P (G01 | P04) * P (P04) + P (G01 | P05) * P (P05) + P (G01 | P06) * P (P06) + P (G01 | P07) * P (P07) + P (G01 | P08) * P (P08) + P (G01 | P09) * P (P09) 

                                                                         0,3 * 0.11                                                                          

(0.3*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) +(0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) +(0*0,11) = 0,033 /0,033 = 1       

b.P (P01 | G02) = 

                                                            P (G02 | P01) * P (P01)                                                                

P (G02 | P01) * P (P01) + P (G02 | P02) * P (P02) + P (G02 | P03) * P (P03) + P (G02 | P04) * P (P04)+ P (G02 | P05) * P (P05) + P (G02 | P06) * P (P06) + P (G02 | P07) * P (P07) + P (G02 | P08) * P (P08) + P (G02 | P09) * P (P09) 

                                                                         0,3 * 0.11                                                                        (0.3*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) +(0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) +(0*0,11) = 0,033/0,033 = 1

Total Bayes 1 = 1 + 1 = 2

2. Penyakit tungro (P03). Jika probabilitas (P03) adalah : 0,11 dan jika probabilitas gejala memandang penyakit adalah

G01 : 0

G02 : 0 

Perhitungan nilai Bayes 2:

a. 

                                                                             P (P03 | G01) =                                                            

P (G01 | P03) * P (P03) P (G01 | P01) * P (P01) + P (G01 | P02) * P (P02) + P (G01 | P03) * P (P03) + P (G01 | P04) * P (P04) + P (G01 | P05) * P (P05) + P (G01 | P06) * P (P06) + P (G01 | P07) * P (P07) + P (G01 | P08) * P (P08) + P (G01 | P09) * P (P09) 

                                                                                 0 * 0.11                                                                  

(0.3*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) 

= 0/ 0,033 = 0

b. 

                                                                             P (P03 | G02) =                                                           

P (G02 | P03) * P (P03) P (G02 | P01) * P (P01) + P (G02 | P02) * P (P02) + P (G02 | P03) * P (P03) + P (G02 | P04) * P (P04) + P (G02 | P05) * P (P05) + P (G02 | P06) * P (P06) + P (G02 | P07) * P (P07) + P (G02 | P08) * P (P08) + P (G02 | P09) * P (P09) 

                                                                                  0 * 0.11                                                                  

(0.3*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) + (0*0,11) 

= 0 / 0,033 = 0 

Total Bayes 2 = 0 + 0 = 0

Hasil = Total Bayes 1 + Total Bayes 2

Hasil = 2 + 0 = 2

Maka perhitungan probabilitas penyakitnya adalah :

1. Penyakit (P01) : 2 / 2 * 100% = 100 %

2. Penyakit Antraknose (P03) : 0 / 2 * 100% = 0 %

D. Kesimpulan

   Teorema Bayes dapat digunakan untuk mengidentifikasi penyakit pada tanaman padi dengan menerapkannya pada suatu program aplikasi. Aplikasi yang dibuat hanya dapat mengidentifikasi gejala yang tampak secara umum, belum dapat digunakan untuk mengidentifikasi gejala penyakit yang tampak secara khusus seperti penampakan gejala bersifat ringan, sedang, atau berat. Nilai akurasi hasil identifikasi program yang didapat dari pengujian 20 sampel gejala penyakit adalah 90 %.

Daftar Pustaka
[1] Anum, R. 2013. Identifikasi Penyakit pada Tanaman Kedelai Menggunakan Metode Classical Probability. Malang: Universitas Brawijaya 
[2] Arhami, M. 2005. Konsep Dasar Sistem Pakar. Yogyakata: Andi 
[3] Dwiarta, L. 2010. Menyelam dan Menaklukkan Samudra PHP. Bogor: CBS Centre 
[4] Hidayat, O. D. 1985. Morfologi Tanaman Kedelai. Pusat Penelitian dan Pengembangan Pertanian 
[5] Kusumadewi, S. 2003. Artificial Intelegence (Teknik dan Aplikasinya). Yogyakarta: Graha Ilmu
[6] Tuti Siregar, Elida. 2015. Penerapan Teorema Bayes Pada Sistem Pakar Untuk Mengidentifikasi Penyakit Tumbuhan Padi. Medan: Universitas Potensi Mulia