An-Naml Dalam Komputer

Penulis: petunjukzaman

Pada masa lalu, manusia menyangka bahawa binatang apatah lagi serangga yang kecil hanyalah hidup berdasarkan gerakan rambang semata-mata bukan mempunyai peraturan yang sistematik.

Namun setelah dicapainya kemajuan dan perkembangan pengetahuan tentang dunia serangga, yang didasarkan pada ilmu fisiologi yang membahas fungsi setiap anggota tubuh yang dimilikinya, juga ilmu genetik, para saintis mendapatkan bahwa kehidupan serangga berjalan di atas dasar fungsi-fungsi tertentu—sesuai dengan sifat genetik yang mengatur perilakunya.

Salah satu jenis serangga yang menarik penelitian mereka adalah semut. Di mana jenis serangga ini memiliki sistem kehidupan yang tertib yang membatasi perilaku tiap-tiap anggota masyarakatnya. Untuk tempat tinggalnya, semut biasanya hidup secara berkelompok di suatu tempat tertentu. Di mana terkadang, sekelompok semut boleh memenuhi satu lembah yang luas sebagai tempat tinggal mereka. Didalam al-Quran terdapat satu surah yang dinamakan An-Naml (semut), tetapi umat Islam tidak membuat perhatian mendalam terhadap serangga tersebut yang sebenarnya mengandungi banyak pengajaran yang boleh diambil hingga menjadi jalan penyelasaian bagi masalah yang komplek.

Knapsack problem: The ants prefer the smaller drop of honey over the more abundant, but less nutritious, sugar

Hasil penelitian mendalam ahli sains terhadap semut mereka akhirnya dapat mencipta satu formulasi yang komplek bagi menyelesaikan masalah komputer yang dinamakan Ant Colony Optimization Algorithm (ACO). Algoritma semut diperkenalkan oleh Moyson dan Manderick dan secara meluas dikembangkan oleh Marco Dorigo, merupakan teknik probabilistik untuk menyelesaikan masalah komputasi dengan menemukan jalur terbaik melalui grafik. Algoritma ini terinspirasi oleh perilaku semut dalam menemukan jalur dari koloninya menuju makanan.

Pada dunia nyata, semut berkeliling secara rawak, dan ketika menemukan makanan mereka kembali ke koloninya sambil memberikan tanda dengan jejak pheromone. Jika semut-semut lain menemukan jalur tersebut, mereka tidak akan bepergian dengan rawak lagi, melainkan akan mengikuti jejak tersebut, kembali dan menguatkannya jika pada akhirnya merekapun menemukan makanan.

Seiring waktu, bagaimanapun juga jejak pheromone akan menguap (tersejat) dan akan mengurangi kekuatan daya tarikannya. Lebih lama seekor semut pulang dan pergi melalui jalur tersebut, lebih lama jugalah pheromone menguap. Sebagai perbandingan, sebuah jalur yang pendek akan berbaris lebih cepat, dan dengan demikian kerapatan pheromone akan tetap tinggi karena terletak pada jalur secepat penguapannya. Penguapan pheromone juga mempunyai kelebihan untuk mencegah penumpuan pada penyelesaian secara optimal di kawasan terhad. Jika tidak ada penguapan sama sekali, jalur yang dipilih semut pertama akan cenderung menarik secara berlebihan terhadap semut-semut yang mengikutinya. Pada keadaan yang demikian, eksplorasi ruang penyelesaian akan terbatas.

Oleh karena itu, ketika seekor semut menemukan jalur yang baik (jalur yang pendek) dari koloni ke sumber makanan, semut lainnya akan mengikuti jalur tersebut, dan akhirnya semua semut akan mengikuti sebuah jalur tunggal. Idea algoritma koloni semut adalah untuk meniru perilaku ini melalui 'semut tiruan' berjalan sekitar grafik yang menunjukkan masalah yang harus diselesaikan.

Algoritma optimisasi koloni semut telah digunakan untuk menghasilkan penyelesaian yang menghampiri optimal pada masalah perjalanan penghantar bagi mencari laluan yang terbaik. Algoritma semut lebih menguntungkan daripada pendekatan penguatan tiruan (simulaten annealing) dan algoritma genetik saat grafik mungkin berubah secara dinamik; algoritma koloni semut dapat berjalan secara bertererusan dan menyesuaikan dengan perubahan secara waktu nyata (real time). Hal ini menarik dalam routing jaringan dan sistem pengangkutan bandar.

Berikut ialah senarai penyelesaian menggunakan kaedah Algoritma Semut;

Scheduling problem

Job-shop scheduling problem (JSP)
Open-shop scheduling problem (OSP)
Permutation flow shop problem (PFSP)
Single machine total tardiness problem (SMTTP)
Single machine total weighted tardiness problem (SMTWTP)
Resource-constrained project scheduling problem (RCPSP)
Group-shop scheduling problem (GSP)
Single-machine total tardiness problem with sequence dependent setup times (SMTTPDST)
Multistage Flowshop Scheduling Problem (MFSP) with sequence dependent setup/changeover times

Vehicle routing problem

Capacitated vehicle routing problem (CVRP)
Multi-depot vehicle routing problem (MDVRP)
Period vehicle routing problem (PVRP)
Split delivery vehicle routing problem (SDVRP)
Stochastic vehicle routing problem (SVRP)
Vehicle routing problem with pick-up and delivery (VRPPD)
Vehicle routing problem with time windows (VRPTW)
Time Dependent Vehicle Routing Problem with Time Windows (TDVRPTW)
Vehicle Routing Problem with Time Windows and Multiple Service Workers (VRPTWMS)

Assignment problem

Quadratic assignment problem (QAP)
Generalized assignment problem (GAP)
Frequency assignment problem (FAP)
Redundancy allocation problem (RAP)

Set problem

Set cover problem (SCP)
Partition problem (SPP)
Weight constrained graph tree partition problem (WCGTPP)
Arc-weighted l-cardinality tree problem (AWlCTP)
Multiple knapsack problem (MKP)
Maximum independent set problem (MIS)

Others

Classification
Connection-oriented network routing
Connectionless network routing
Data mining
Discounted cash flows in project scheduling
Distributed Information Retrieval
Grid Workflow Scheduling Problem
Image processing
Intelligent testing system
System identification
Protein Folding
Power Electronic Circuit Design

Inilah mukjizat al-Quran di samping keindahan serta kecanggihan gaya bahasanya, adalah gagasan futuristiknya mengenai kebenaran ilmiah yang baru kemudian dapat dibuktikan oleh ilmu pengetahuan moden. Semakin maju perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, maka semakin terbuktilah kebenaran al-Quran.

Al-Quran, secara menakjubkan telah membuka tabir rahsia kehidupan semut ini, sejak empat belas abad yang lalu. Hal itu kita dapatkan dalam firman Allah SWT di surah An-Naml ayat 18: "Hingga apabila mereka sampai di lembah semut, berkatalah seekor semut: "Hai semut-semut, masuklah ke dalam sarang-sarangmu, agar kamu tidak diinjak oleh Sulaiman dan tentaranya. Sedangkan mereka tidak menyadari."

Dalam ayat di atas, kita mendapatkan bahwa al-Quran telah membicarakan tentang sistematika yang mengatur kehidupan semut yang berjalan sesuai dengan sistem yang telah disepakati di antara mereka. Termasuk tentang struktur tempat tinggal mereka yang dibangun dengan teknik aturan yang teliti, disesuaikan dengan lingkungan di mana mereka tinggal. Hal ini tercermin dalam firman Allah SWT: "udkhuluu masaakinakum".

Demikianlah, semua apa yang dijelaskan di atas, merupakan bukti kebenaran bagi al-Quran sebagai wahyu Ilahi.

Rujukan: