Komputasi Evolusioner

Dalam ilmu komputer, komputasi evolusioner adalah seperangkat algoritme pengoptimalan global yang terinspirasi oleh evolusi biologis dan subbidang kecerdasan buatan serta komputasi lunak yang mempelajari algoritme ini. Secara teknis, ini adalah rangkaian pemecah masalah coba-coba berbasis populasi dengan fungsi optimasi metaheuristik atau stokastik.

Dalam komputasi evolusioner, serangkaian solusi awal yang mungkin dihasilkan dan diperbarui secara berulang. Setiap generasi baru diciptakan dengan menghilangkan solusi yang kurang diinginkan secara stokastik, memperkenalkan perubahan kecil secara acak, dan, bergantung pada metodenya, mengacak informasi induknya. Dalam terminologi biologi, populasi solusi mengalami seleksi alam (atau seleksi buatan), mutasi, dan kemungkinan rekombinasi.Akibatnya, populasi secara bertahap akan berevolusi untuk meningkatkan kebugaran, dalam hal ini fungsi kebugaran yang dipilih dari algoritma.

Teknik komputasi evolusioner dapat memberikan solusi yang sangat optimal terhadap berbagai masalah, menjadikannya populer dalam ilmu komputer. Ada banyak varian dan ekstensi yang disesuaikan dengan masalah dan struktur data yang lebih spesifik. Evolusi komputasi juga terkadang digunakan dalam biologi evolusi sebagai metode eksperimental in silico untuk mempelajari aspek umum dari proses evolusi umum.

Sejarah

Konsep meniru proses evolusi untuk memecahkan masalah sudah ada sebelum munculnya komputer, misalnya ketika Alan Turing mengusulkan metode pencarian genetik pada tahun 1948. Mesin tipe B Turing menyerupai jaringan saraf primitif, dan hubungan antar neuron dipelajari melalui sejenis algoritma genetika. Mesin tipe P mereka menyerupai metode pembelajaran penguatan, di mana sinyal kesenangan dan rasa sakit menginstruksikan mesin untuk mempelajari perilaku tertentu. Meskipun makalah Turing baru diterbitkan pada tahun 1968 dan dia meninggal pada tahun 1954, karya-karya awal ini berdampak kecil pada perkembangan bidang komputasi evolusioner.

Komputasi evolusioner sebagai suatu bidang dimulai dengan sungguh-sungguh pada tahun 1950an dan 1960an.Pada tahun 1962, Lawrence J. Fogel mulai meneliti pemrograman evolusioner di Amerika Serikat, yang dianggap sebagai upaya kecerdasan buatan. Dalam sistem ini, mesin keadaan terbatas digunakan untuk menyelesaikan masalah prediksi: mesin ini akan bermutasi (menambah atau menghapus keadaan atau mengubah aturan transisi keadaan), dan mesin yang bermutasi lebih baik ini akan berkembang di generasi mendatang. Mesin keadaan terbatas terakhir dapat menghasilkanprediksi sesuai permintaan. Metode pemrograman evolusioner telah berhasil diterapkan pada masalah prediksi, identifikasi sistem, dan kontrol otomatis.Seiring waktu, ini telah diperluas untuk memproses data deret waktu dan pengembangan model strategi permainan.

Pada tahun 1964, Ingorechnerberg dan Hans-Paul Pelz memperkenalkan paradigma strategi evolusioner di Jerman. Karena teknik penurunan gradien tradisional menghasilkan hasil yang dapat terperangkap dalam nilai minimum lokal, Rechnerberg dan Pelz menyarankan bahwa mutasi acak (diterapkan pada semua parameter vektor solusi) dapat digunakan untuk menghindari nilai minimum ini. Solusi sekunder adalah hasil dari solusi primer, dan solusi yang paling berhasil dipertahankan untuk generasi mendatang.Teknik ini pertama kali digunakan oleh keduanya hingga berhasil memecahkan masalah optimasi dalam dinamika fluida. Awalnya, teknik optimasi ini dilakukan tanpa komputer, melainkan menggunakan dadu untuk menentukan mutasi acak.Jika metode sebelumnya hanya melacak satu organisme optimal dalam satu waktu (anak-anak bersaing dengan orang tuanya), algoritma genetika Holland melacak populasi besar (dengan banyak organisme bersaing di setiap generasi).

Pada tahun 1990-an, pendekatan baru terhadap komputasi evolusioner muncul, yang kemudian disebut pemrograman genetik, antara lain didukung oleh John Koza. Pada kelas algoritma ini, pokok bahasan evolusinya sendiri adalah program yang ditulis dalam bahasa pemrograman tingkat tinggi. Bagi Koza, programnya adalah ekspresi Lisp S, yang dapat dipandang sebagai pohon subekspresi. Representasi ini memungkinkan program untuk bertukar subpohon yang mewakili semacam campuran genetik.Program diberikan poin berdasarkan seberapa baik mereka melakukan tugas tertentu, dan poin ini digunakan untuk seleksi buatan. Induksi sekuens, pengenalan pola, dan perencanaan adalah penerapan paradigma pemrograman genetik yang berhasil.

Banyak tokoh lain yang berperan dalam sejarah komputasi evolusioner, meskipun karya mereka belum tentu cocok dengan salah satu cabang sejarah utama bidang ini. Simulasi komputer evolusi pertama yang menggunakan algoritma evolusi dan teknik kehidupan buatan dilakukan oleh Nils Aall Barricelli pada tahun 1953 dan hasil pertama dipublikasikan pada tahun 1954. Pelopor lain pada tahun 1950an adalah Alex Fraser, yang menerbitkan serangkaian artikel tentang simulasi kehidupan buatan. Pilihan.Seiring dengan meningkatnya minat akademis, peningkatan dramatis dalam kekuatan komputer memungkinkan penerapan praktis, termasuk pengembangan program komputer secara otomatis. Algoritme evolusioner sekarang digunakan untuk memecahkan masalah multidimensi dengan lebih efisien daripada perangkat lunak yang dibuat oleh perancang manusia dan juga untuk mengoptimalkan desain sistem.

Teknik

Teknik komputasi evolusioner mencakup berbagai algoritma optimasi metaheuristik yang digunakan untuk memecahkan masalah yang kompleks. Bidang ini mencakup pemodelan berbasis agen, optimasi koloni semut, sistem kekebalan buatan, kehidupan buatan (termasuk organisme digital), algoritma budaya, algoritma koevolusi, evolusi diferensial, evolusi multifase, algoritma estimasi distribusi, algoritma evolusi, pemrograman strategi evolusi dan evolusi, gen pemrograman ekspresi, algoritma genetika, pemrograman genetik, tata bahasa evolusioner, model evolusioner yang dapat dipelajari, sistem klasifikasi pembelajaran, algoritma memetika, neuroevolusi, optimalisasi kawanan partikel, pencarian antena kumbang, pengorganisasian mandiri sebagai peta yang diatur sendiri, pembelajaran kompetitif dan kecerdasan massa. Meskipun katalog ini berisi banyak algoritma yang diusulkan, penting untuk dicatat bahwa beberapa algoritma baru mungkin memiliki validasi eksperimental yang tidak memuaskan.Untuk informasi lebih lanjut tentang berbagai algoritma, lihat Bestiary of Evolutionary Computation.

Disadur dari : https://en.wikipedia.org/wiki/Evolutionary_computation

Tanur busur listrik, atau kompor busur listrik, adalah oven listrik yang menggunakan busur listrik sebagai elemen pemanasnya. Busur listrik terjadi ketika elektroda bereaksi dengan elektroda atau ketika elektroda bereaksi dengan besi cair. Elektroda menghasilkan busur listrik dengan suhu leleh sekitar 3000 oC. Elektroda yang digunakan terbuat dari karbon murni dan diambil dari tabung penghasil karbon monoksida pada tekanan 250-300 atmosfer. Saat menggunakan tungku busur listrik, karbon tidak bercampur dengan baja cair, sehingga menghasilkan baja dengan kualitas lebih tinggi. Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan atau peleburan logam dimana besi tua dipanaskan dan dilebur menjadi besi tua di dalam tungku dengan busur listrik dari elektroda.

Sejarah

Bentuk dasar tungku busur listrik dapat dirancang setelah V.V. Petrov menemukan penggunaan efek busur listrik untuk melelehkan logam. Penemuan ini merupakan hasil penelitiannya pada tahun 1802-1803. Setelah konsep ini ditemukan, tungku busur listrik pertama berhasil dibuat 50 tahun kemudian. Jumlah listrik yang dihasilkannya masih sangat kecil sehingga masih diuji di laboratorium. Produksi oven dalam skala industri baru berhasil pada akhir abad ke-19 Masehi. Tungku busur ini menggunakan pembakaran tidak langsung dan pembakaran langsung menggunakan busur listrik. Pembakaran terjadi antara elektroda yang sejajar dengan permukaan logam dan terak. Pada desain klasik, logam cair mengalir melalui saluran bawah dengan arus listrik sehingga menyebabkan logam cair bercampur. Pembakaran tidak langsung tidak lagi digunakan pada model yang lebih modern. Sistem downpipe juga diganti dengan desain tungku yang lebih sederhana. Tungku busur listrik modern kini mampu mencapai produksi 360 ton dalam satu lelehan logam.

Macam macam arus listrik di Tanur busur listrik

Pada tungku busur listrik, ada dua jenis arus listrik yang dapat digunakan dalam proses peleburan, yaitu arus searah dan arus bolak-balik. Arus listrik yang paling umum digunakan dalam peleburan adalah arus bolak-balik 3 fasa dengan menggunakan elektroda grafit.

Salah satu keunggulan tungku busur listrik dibandingkan tungku oksigen dasar adalah kemampuan tungku busur listrik dalam mengolah besi tua menjadi baja cair 100%. Menurut laporan tersebut, 33% produksi baja mentah diproduksi di tungku busur listrik. Sementara itu, kapasitas produksi tungku busur listrik bisa meningkat hingga 400 ton. Keunggulan lain dari tungku busur listrik ini adalah energi yang dilepaskan dari logam mentah busur sangat tinggi sehingga menyebabkan tingginya oksidasi logam cair. Hal ini menyebabkan karbon dalam logam dalam bahan mentah teroksidasi, sehingga mengurangi kandungan karbon pada logam. Bentuk fisik tungku busur listrik ini cukup rendah sehingga sangat mudah dalam pengisian bahan bakunya. Sedangkan untuk penggunaan tungku busur listrik tidak terlalu sulit karena hanya membutuhkan sedikit operator untuk mengontrol proses peleburan dan penggunaan listrik di dapur.

Deskripsi Bentuk Tanur busur.

Tanur busur listrik merupakan struktur yang terdiri dari tungku oval di bagian bawah, dinding berbentuk silinder, dan tutup yang dapat bergerak. Elektrode grafit ditempatkan di tutup tanur dengan mekanisme penjepit, sementara elektrode bertumpu pada rangka tersendiri. Dinding pelindung tanur dilapisi dengan batu tahan api untuk mengurangi rugi kalor, sedangkan bagian luar dilindungi oleh pelat baja dengan sistem pendingin berbasis air.

Ada tiga lapisan pada bagian tungku oval: lining, batu tahan api, dan pelat baja konstruksi luar. Terdapat juga saluran penuangan untuk proses cetakan logam, dengan pintu slag untuk mengeluarkan slag yang terbentuk. Dalam praktiknya, ada tiga tipe dapur listrik yang umum digunakan, yaitu tanur busur listrik dengan arus bolak-balik atau searah, serta tanur induksi.

Tanur busur listrik dengan arus bolak-balik memungkinkan arus mengalir dari satu elektrode ke bahan logam melalui busur listrik, kemudian kembali ke elektrode lainnya. Tanur busur listrik dengan arus searah, dikembangkan oleh Paul Heroult, memungkinkan arus mengalir turun ke bahan yang akan dilebur melalui busur listrik, lalu menuju elektrode pasangannya di bawah dapur. Sementara pada tanur induksi, arus listrik diinduksikan ke dalam baja dengan osilasi medan magnet.

Tanur listrik dapat digunakan untuk memproduksi berbagai jenis baja, baik dengan proses asam maupun basa. Namun, terdapat keterbatasan, seperti tidak mampu memproduksi baja dengan kandungan unsur residual rendah dan tidak ekonomis untuk produksi melebihi 1.500.000 ton baja per tahun di satu daerah. Meskipun demikian, tanur listrik tetap menjadi pilihan yang fleksibel terutama di daerah dengan harga tenaga listrik murah dan ketersediaan baja bekas yang cukup banyak.

Disadur dari: https://id.wikipedia.org/wiki/Tanur_busur_listrik

Kekeringan yang melanda perbatasan antara Spanyol dan Portugal telah menyusutkan waduk Alto Lindoso secara drastis, memperlihatkan desa Aceredo yang telah terendam air sejak tahun 1992. Desa hantu ini menarik banyak wisatawan yang ingin melihat reruntuhannya yang berwarna abu-abu dan menakutkan. Desa Aceredo merupakan salah satu dari 17 desa yang warganya memilih untuk tidak membangun pembangkit listrik tenaga air.

Pengunjung desa Aceredo yang muncul kembali akibat kekeringan, merasa sedih dan heran saat melihat reruntuhan masa lalu yang terbengkalai. Seorang pensiunan mengatakan dia ingin menonton film tersebut dan khawatir dengan dampak perubahan iklim. Di antara reruntuhan yang terlihat adalah atap, batu bata, kayu, kran air, botol bir, dan mobil tua. Rekaman drone juga menunjukkan gambaran lebih luas dari desa hantu yang pernah menjadi tempat tinggal 17 desa lainnya sebelum tenggelam oleh waduk.

Wali Kota Lobios, Maria del Carmen Yanez, mengkritik utilitas listrik Portugal (EDP) yang mengelola waduk Alto Lindoso, tempat desa Aceredo tenggelam. Yanez mengatakan bahwa EDP melakukan “eksploitasi yang cukup agresif” terhadap sumber daya air, yang menyebabkan kekeringan yang parah. Pemerintah Portugal telah memerintahkan EDP dan lima bendungan lainnya untuk mengurangi penggunaan air untuk listrik dan irigasi. EDP belum memberikan tanggapan. Ini bukan masalah pertama pada ketahanan tangki. Tahun lalu, beberapa desa di Spanyol juga memprotes pembangkit listrik lain, Iberdrola, yang menurunkan permukaan air danau. Iberdrola mengaku mengikuti aturan.

Kementerian Lingkungan Hidup Spanyol melaporkan bahwa waduk di negara tersebut hanya terisi 44 persen, jauh di bawah rata-rata 10 tahun terakhir. Menurut sumber di kementerian, kekeringan mungkin akan bertambah parah, namun masih belum ada masalah besar di Spanyol. Jose Alvarez, yang pernah bekerja di desa Aceredo sebelum tenggelam di bawah waduk, mengungkapkan kesedihan dan kepasrahannya saat melihat desa hantunya. Dia mengatakan itu adalah bagian hidup yang tidak bisa dihindari.

Disadur dari artikel: kompas.com

Tungku induksi dapat dibagi menjadi tungku peleburan dengan frekuensi utama dari 50 Hz hingga 10.000 Hz dan tungku penyimpanan frekuensi utama. Prinsip kerjanya mirip dengan trafo, menghasilkan arus induksi pada kumparan listrik frekuensi tinggi untuk melebur logam dalam wadah peleburan. Nilai frekuensi tungku induksi bisa mencapai 2000 Hz dan tegangan DC dapat diatur hingga 800 VDC menggunakan "TYRISTOR" pada panel listrik. Kapasitor DC dipasang untuk mencegah lonjakan tegangan dan arus yang tak terduga akibat perubahan beban pada tungku.

Dengan sumber arus dan tegangan searah, kompor induksi dilengkapi dengan tabung tembaga sebagai penghantar dan dialiri air untuk mengurangi panas di smelter. Arus induksi memanaskan dan melelehkan bahan pengisi. Pemilihan frekuensi operasi terkait dengan bahan yang dicairkan dan kapasitas peleburan, di mana frekuensi operasi memengaruhi pergerakan cairan selama peleburan. Tungku penyimpanan panas berfungsi sebagai penampung cairan, membutuhkan daya yang besar untuk proses peleburan. Proses ini harus dimulai dengan bahan cair dan penambahan bahan padat harus dipertimbangkan agar tidak membeku di dalam tungku.

Sejarah

Produksi tungku induksi didasarkan pada prinsip hukum induksi Faraday (1831) dan teori medan elektromagnetik Maxwell (1873). Kompor induksi pertama diluncurkan oleh Verant pada tahun 1887, menggunakan prinsip kerja trafo dengan kumparan kedua berbentuk cincin dan inti baja sebagai saluran logam cair. Tungku ini awalnya tidak cocok untuk industri peleburan logam, tetapi pada tahun 1900, tungku induksi dengan saluran horizontal berhasil dikembangkan untuk keperluan industri. Insinyur kelistrikan terus melakukan penelitian dan pengembangan, dan pada tahun 1908, A.N. Lodygin berhasil mengembangkan tungku induksi yang cocok untuk industri peleburan logam. Tungku induksi buatannya kemudian digunakan secara luas di berbagai industri pada awal abad ke-20.

Pendahuluan

Penggunaan tanur induksi dalam industri pengecoran logam semakin populer karena memiliki beberapa keunggulan, seperti hasil peleburan yang bersih, kemudahan pengaturan temperatur, komposisi cairan yang homogen, efisiensi energi yang tinggi, dan kemampuan untuk melebur berbagai jenis material. Namun, terdapat juga beberapa kendala seperti biaya operasional yang tinggi, kebutuhan akan operator dan teknisi berpengalaman, serta risiko keamanan yang tinggi karena menggunakan energi listrik besar.

Tanur induksi bekerja berdasarkan prinsip transformator dengan arus AC dari sumber tenaga mengalir melalui kumparan primer dan menghasilkan arus induksi pada kumparan sekunder yang diletakkan dalam medan magnet. Terdapat dua jenis tanur induksi, yaitu tanur induksi jenis saluran untuk menahan temperatur cairan dan tanur induksi jenis krus untuk proses peleburan. Pemuatan bahan baku dalam tanur harus memperhatikan urutan yang tepat untuk meningkatkan efisiensi peleburan.

Tanur induksi sangat penting dalam proses peleburan logam, terutama dalam industri besi dan baja. Energi peleburan didapatkan dari sumber listrik, dan kualitas peleburan sangat bergantung pada lining tanur serta ukuran dan jenis bahan baku yang digunakan. Oleh karena itu, pemilihan bahan baku yang masif dan berkualitas menjadi kunci untuk mencapai efisiensi peleburan yang tinggi.

Disadur dari: https://id.wikipedia.org/wiki/Tungku_induksi

Maximum dan Minumum

Dalam dunia matematika, konsep maksimum dan minimum memegang peranan penting dalam memahami dan menyelesaikan berbagai masalah. Maksimum dan minimum mengacu pada nilai terbesar dan terkecil dari suatu fungsi, baik dalam konteks rentang tertentu (ekstrim lokal atau relatif) atau di seluruh rentang fungsi (ekstrim global atau absolut). Artikel ini membahas relevansi konsep-konsep tersebut dengan masalah praktis sehari-hari dan pentingnya pemecahannya.

Dalam kehidupan sehari-hari, nilai maksimum dan minimum seringkali menjadi fokus dalam mengambil keputusan. Misalnya seorang pengusaha atau pemilik pabrik ingin meminimalkan biaya produksi dan sebaliknya memaksimalkan keuntungan.Konsep ini terbukti sangat relevan dalam perencanaan bisnis dan pengelolaan sumber daya. Namun perlu diperhatikan bahwa nilai maksimum dan minimum lokal suatu fungsi tidak selalu merupakan nilai maksimum dan minimum global. Oleh karena itu, memahami interval definisi fungsi dan memeriksa nilai pada titik ekstrim interval adalah kunci untuk mengoptimalkan suatu proses atau keputusan.Misalnya, ketika mengelola biaya produksi, pemilik bisnis harus memahami poin-poin ekstrim dari fungsi biaya untuk meminimalkan biaya. Sebaliknya,dalam upaya memaksimalkan keuntungan, sangat penting untuk mencari nilai maksimal dari fungsi keuntungan.Namun, karena beragamnya tantangan dunia nyata seperti fluktuasi pasar dan perubahan politik, mencapai puncak dan titik terendah global bisa menjadi lebih rumit dan memerlukan analisis yang cermat.

Pentingnya konsep maksimum dan minimum juga terlihat dalam penyelesaian masalah matematika lainnya. Untuk suatu fungsi yang terdefinisi pada suatu interval, perlu diperiksa nilai-nilai pada ujung-ujung interval untuk memahami sifat-sifat umum fungsi tersebut. Ini membantu mengidentifikasi titik-titik kritis yang dapat mempengaruhi hasil akhir.

Oleh karena itu, konsep maksimum dan minimum tidak hanya merupakan konsep matematika yang abstrak, tetapi juga mempunyai dampak langsung terhadap pengambilan keputusan dan penyelesaian masalah praktis sehari-hari.Pemahaman mendalam terhadap konsep ini merupakan kunci efisiensi dan keberhasilan dalam berbagai bidang kehidupan.

Disadur dari : https://id.wikipedia.org/wiki/Maksimum_dan_minimum

Sensor adalah perangkat yang mengubah sinyal fisik atau kimia menjadi sinyal elektronik, umumnya melalui transduser. Dalam era Revolusi Industri 4.0, sensor menjadi sangat penting karena kemajuan teknologi digital, Internet of Things (IoT), dan perubahan budaya menuju Masyarakat 5.0. Sensor digunakan dalam berbagai rangkaian elektronika dengan fungsi yang beragam, dari deteksi suhu hingga deteksi gas beracun.

Sensor dapat bekerja berdasarkan prinsip fisika atau kimia, dan kualitasnya dipengaruhi oleh struktur sensor, teknologi manufaktur, dan algoritma pengolah sinyal. Ada berbagai jenis sensor, termasuk sensor kelembapan, sensor gas, sensor cahaya, sensor warna, dan sensor kontak. Data yang diperoleh dari sensor dapat diolah oleh pengendali mikro atau unit kendali mesin untuk mengoptimalkan kinerja sistem atau mesin, seperti pada navigasi robot.

^{Sumber: https://id.wikipedia.org/wiki/Sensor}