stdsquare²
🎓 Kelas
stdsquare / materi / slides / pertemuan-07
Tema
Japan
Arcade
Dark Retro
Font
‹ Daftar slide Pertemuan 7: Teknik Supervised Learning: Regression, SVM, Neural Network
Program Studi Bisnis Digital • FEB

Pembelajaran Dalam dan Pembelajaran Mesin

Pertemuan 7 — Teknik Supervised Learning: Regression, SVM, Neural Network

Dari prediksi angka (regresi) ke pemisah kelas paling tegas (SVM) hingga jaringan neuron yang meniru cara otak belajar — tiga algoritma inti supervised learning yang paling banyak dipakai industri digital.

RPS MINGGU 7 • 2 × 50 MENIT
Bagian 1 dari 3
Regresi: Memprediksi Angka
Bagaimana mesin belajar menggambar garis terbaik yang menjelaskan hubungan antar-variabel — dan bagaimana kita mengukur seberapa baik garis itu.

Regresi dalam Peta Supervised Learning

Minggu lalu kita bagi pembelajaran mesin menjadi unsupervised, supervised, dan semi-supervised. Regresi adalah salah satu dari dua cabang utama supervised learning (belajar dari data ber-label / labeled data, yaitu data yang sudah punya jawaban benar).

REGRESI (REGRESSION)
OUTPUT ANGKA
Memprediksi nilai kontinu — harga saham BBCA, omzet UMKM bulan depan, suhu besok.
KLASIFIKASI (CLASSIFICATION)
OUTPUT KATEGORI
Memprediksi kelas/label — email spam atau bukan, nasabah gagal bayar atau lunas.
SVM dan neural network yang akan kita bahas hari ini bisa dipakai untuk kedua tugas — regresi maupun klasifikasi — tergantung bagaimana output-nya dirancang.

Regresi Linear Sederhana: Mencari Garis Terbaik

Simple linear regression mencari garis lurus yang paling mendekati sebaran titik data. Garis ini punya dua parameter: intersep (b0) dan kemiringan/slope (b1).

Y = b0 + b1X
Metode pencariannya disebut Ordinary Least Squares (OLS) — garis yang meminimalkan total kuadrat selisih (residual) antara nilai aktual dan nilai prediksi.
Modal (X)Omzet (Y)garis regresi (OLS)

Coba Sendiri: Geser Titik, Lihat Garis Regresi Berubah

Geser posisi titik data modal-omzet pada scatter plot, amati bagaimana garis regresi OLS menyesuaikan diri secara langsung.

Hitung dari Nol: Koefisien Regresi (OLS)

Data 5 UMKM binaan: modal promosi (X, juta Rp) = 2, 4, 6, 8, 10 — omzet bulanan (Y, juta Rp) = 5, 8, 10, 14, 18.

LangkahPerhitunganNilai
1. Rata-rata X (x̄)(2+4+6+8+10) / 56
2. Rata-rata Y (ȳ)(5+8+10+14+18) / 511
3. Σ(x−x̄)(y−ȳ)24+6+0+6+2864
4. Σ(x−x̄)²16+4+0+4+1640
5. Slope b164 ÷ 401,6
6. Intersep b011 − (1,6 × 6)1,4
MODEL REGRESI
Y = 1,4 + 1,6X
Tiap tambahan Rp1 juta modal → omzet naik ~Rp1,6 juta

Coba Sendiri: Hitung Koefisien OLS Langkah demi Langkah

Ubah data modal dan omzet UMKM, telusuri stepper untuk melihat bagaimana slope dan intersep OLS dihitung dari nol.

Seberapa Baik Model Kita? Mengukur dengan R²

Model saja tidak cukup — kita perlu ukuran seberapa dekat prediksi dengan kenyataan. Tiga metrik paling umum:

R² (R-SQUARED)
0,98
98% variasi omzet dijelaskan oleh modal — mendekati 1 = model sangat kuat.
RMSE
~0,57
Root Mean Squared Error — rata-rata besar kesalahan prediksi (dalam juta Rp), makin kecil makin baik.
MAE
~0,48
Mean Absolute Error — rata-rata selisih mutlak, lebih tahan terhadap outlier dibanding RMSE.
Model kita di slide sebelumnya punya R² ≈ 0,98 — artinya garis regresi cocok sangat baik dengan lima titik data UMKM tadi.

Coba Sendiri: Ukur Kebaikan Model dengan R Kuadrat

Ubah sebaran titik data di sekitar garis regresi, amati bagaimana nilai R kuadrat naik atau turun mengikuti kerapatan sebaran.

Dari Satu ke Banyak Variabel: Regresi Berganda

Multiple regression memakai lebih dari satu prediktor sekaligus — makin realistis, tapi menyimpan jebakan.

Y = b0 + b1X1 + b2X2 + ... + bnXn
Contoh: Prediksi Omzet Toko Online
  • X1 = anggaran iklan digital
  • X2 = jumlah pengikut media sosial
  • X3 = rating produk rata-rata
Overfitting (istilah: model terlalu "hafal" data latih): terlalu banyak variabel bisa membuat model sangat akurat di data lama tapi meleset jauh di data baru — solusinya diuji dengan data testing terpisah.

Coba Sendiri: Tambah Variabel pada Regresi Berganda

Aktifkan atau nonaktifkan variabel prediktor satu per satu, amati bagaimana koefisien beta dan performa model berubah dengan jumlah variabel yang berbeda.

Bagian 2 dari 3
Support Vector Machine (SVM)
Bukan sekadar memisahkan dua kelompok data — SVM mencari batas pemisah yang paling "adil" dengan jarak maksimal ke kedua sisi.

Hyperplane, Margin, dan Support Vector

SVM mencari hyperplane (garis/bidang pemisah antar-kelas) dengan margin (jarak kosong) paling lebar antara dua kelompok data.

hyperplaneKelas A (lingkaran)Kelas B (kotak)
Tiga Istilah Kunci
  • Hyperplane: garis/bidang pemisah kelas.
  • Margin: jarak dari hyperplane ke titik data terdekat kedua sisi (garis putus-putus).
  • Support vector: titik data yang paling dekat dengan hyperplane — merekalah yang menentukan posisi garis.
SVM memilih hyperplane dengan margin terlebar (maximum margin classifier) — bukan sekadar garis pemisah pertama yang ditemukan.

Coba Sendiri: Cari Hyperplane dengan Margin Terlebar

Geser posisi hyperplane pada dua kelompok data, amati bagaimana lebar margin berubah dan titik mana yang menjadi support vector.

Kernel Trick: Ketika Data Tidak Bisa Dipisah Garis Lurus

Banyak data dunia nyata tidak terpisah rapi oleh garis lurus. Kernel trick memetakan data ke dimensi lebih tinggi agar bisa dipisah linear di sana.

tidak terpisah linear (2D)
Fungsi kernel (mis. RBF, polynomial) menghitung kemiripan antar-titik seolah data diproyeksikan ke ruang berdimensi lebih tinggi — tanpa benar-benar menghitung koordinat di dimensi itu, sehingga tetap efisien.
Walkthrough — Dua Kasus Klasifikasi Transaksi E-Commerce
KasusPola DataStrategi SVM
1. Deteksi fraud sederhanaNominal transaksi vs jam transaksi terpisah cukup rapiKernel linear — hyperplane garis lurus sudah cukup
2. Deteksi fraud kompleksTransaksi wajar mengelilingi transaksi mencurigakan (pola melingkar)Kernel RBF — data "dilipat" ke dimensi lebih tinggi agar terpisah

Coba Sendiri: Lipat Data ke Dimensi Lebih Tinggi

Aktifkan kernel RBF pada data yang tidak terpisah linear, amati bagaimana data "terlipat" ke dimensi baru sehingga bisa dipisah bidang datar.

SVM di Dunia Bisnis Digital

SVM populer untuk kasus klasifikasi dengan data berdimensi tinggi namun jumlah sampel terbatas — kondisi umum di startup tahap awal.

FRAUD DETECTION
TRANSAKSI
Memisahkan transaksi e-wallet normal vs mencurigakan dari pola nominal, lokasi, jam.
CHURN PREDICTION
PELANGGAN
Memprediksi pelanggan yang berpotensi berhenti berlangganan layanan streaming/SaaS.
SENTIMEN ULASAN
TEKS
Mengklasifikasi ulasan produk Tokopedia/Shopee sebagai positif atau negatif.
Kelemahan: SVM melambat signifikan pada dataset sangat besar (jutaan baris) dan kurang cocok bila kelas tumpang tindih parah.
Bagian 3 dari 3
Neural Network
Meniru cara neuron otak manusia saling terhubung dan "menyala" — fondasi dari deep learning yang akan kita perdalam di pertemuan-pertemuan mendatang.

Anatomi Neural Network: Neuron, Lapisan, Aktivasi

Jaringan tersusun dari neuron (unit pemroses) yang tersusun dalam lapisan (layer): input, tersembunyi (hidden), dan output.

InputHiddenOutput
Tiga Konsep Kunci
  • Bobot (weight): kekuatan koneksi antar-neuron, dipelajari dari data.
  • Bias: nilai tambahan agar neuron lebih fleksibel.
  • Fungsi aktivasi (mis. sigmoid): mengubah jumlah sinyal jadi output "menyala" (0–1) atau tidak.

Coba Sendiri: Jelajahi Anatomi Neural Network

Klik neuron pada tiap lapisan, amati koneksi dan bobotnya, lihat bagaimana sinyal mengalir dari input ke hidden layer sampai output.

Hitung dari Nol: Forward Pass Satu Neuron

Prediksi probabilitas pengunjung situs membeli produk: input durasi kunjungan (x1=0,5) dan jumlah klik produk (x2=0,8), keduanya sudah dinormalisasi 0–1.

LangkahPerhitunganNilai
1. Bobot × input 1 (w1=0,4)0,4 × 0,50,20
2. Bobot × input 2 (w2=0,6)0,6 × 0,80,48
3. Jumlahkan + bias (b=−0,1)0,20 + 0,48 − 0,10,58
4. Hitung e−0,58e−0,580,56
5. Fungsi aktivasi sigmoid1 ÷ (1 + 0,56)0,64
OUTPUT NEURON
0,64
~64% probabilitas pengunjung ini membeli produk

Coba Sendiri: Hitung Forward Pass Neuron Anda Sendiri

Ubah nilai input, bobot, dan bias, amati bagaimana hasil penjumlahan dan output sigmoid berubah pada satu neuron.

Bagaimana Neural Network "Belajar"? Backpropagation

Setelah forward pass menghasilkan prediksi, jaringan membandingkannya dengan jawaban benar, lalu memperbaiki bobot lewat backpropagation (proses "menyalahkan mundur" tiap bobot atas errornya).

Walkthrough — Siklus Belajar Satu Neuron
TahapYang Terjadi
1. Forward passNeuron menghasilkan prediksi 0,64 (dari slide sebelumnya), tapi pengunjung ini ternyata tidak membeli (jawaban benar = 0).
2. Hitung errorSelisih prediksi vs jawaban benar = 0,64 − 0 = 0,64 — model terlalu percaya diri.
3. BackpropagationError "disebar mundur" ke tiap bobot (w1, w2, bias) — dihitung seberapa besar masing-masing berkontribusi pada error.
4. Update bobotBobot yang paling berkontribusi pada error dikurangi sedikit demi sedikit (learning rate kecil) agar prediksi berikutnya lebih akurat.
Siklus forward pass → hitung error → backpropagation diulang ribuan kali (disebut epoch) sampai bobot stabil dan error mengecil.

Coba Sendiri: Jalankan Animasi Backpropagation

Jalankan animasi siklus belajar langkah demi langkah, amati bagaimana error disebar mundur dan bobot diperbarui sedikit demi sedikit.

Regresi vs SVM vs Neural Network: Kapan Pakai Apa?

KriteriaRegresiSVMNeural Network
Jenis outputAngka (regresi)Kategori (bisa regresi)Keduanya
Kebutuhan dataSedikit cukupSedangButuh banyak data
Mudah dijelaskan?Sangat mudahCukup mudahSulit ("kotak hitam")
Waktu latihCepatSedang – lambatLambat, butuh komputasi besar
Contoh pakaiPrediksi omzetDeteksi fraudRekomendasi produk, gambar, teks
Tidak ada algoritma "terbaik" mutlak — pilihan bergantung jumlah data, kebutuhan penjelasan (interpretability), dan sumber daya komputasi yang tersedia.

Studi Kasus: Startup E-Commerce Memilih Algoritma

Sebuah startup fesyen online punya tiga kebutuhan sekaligus. Algoritma mana yang paling tepat untuk masing-masing?

KEBUTUHAN 1
PREDIKSI OMZET
Data historis 24 bulan, ingin tahu tren omzet 3 bulan ke depan.
→ Regresi
KEBUTUHAN 2
FILTER SPAM ULASAN
5.000 ulasan berlabel, fitur teks berdimensi tinggi.
→ SVM
KEBUTUHAN 3
REKOMENDASI FOTO PRODUK
Jutaan gambar produk, pola visual sangat kompleks.
→ Neural Network
Perusahaan digital modern jarang memakai satu algoritma saja — ketiganya sering berjalan berdampingan untuk fungsi yang berbeda.

Latihan Kelas: Diskusi Kelompok

Bentuk kelompok 3–4 orang. Diskusikan skenario berikut selama 10 menit, lalu presentasikan singkat.

Skenario

Sebuah platform ojek online ingin membangun model untuk memprediksi apakah seorang pengemudi berpotensi berhenti (churn) dalam 3 bulan ke depan, berdasarkan data: jumlah trip per minggu, rating rata-rata, lama bergabung, dan jarak tempuh rata-rata.

PERTANYAAN 1
Apakah ini kasus regresi atau klasifikasi? Jelaskan alasannya.
PERTANYAAN 2
Algoritma mana (regresi/SVM/neural network) yang akan Anda coba pertama kali, dan mengapa — pertimbangkan jumlah data pengemudi yang tersedia?

Rangkuman: Tiga Pilar Supervised Learning

AlgoritmaInti Cara KerjaKelebihan Utama
RegresiMencari garis/bidang terbaik via OLS (meminimalkan kuadrat error)Cepat, mudah dijelaskan, data sedikit cukup
SVMMencari hyperplane dengan margin terlebar; kernel trick untuk data non-linearKuat pada dimensi tinggi, sampel terbatas
Neural NetworkLapisan neuron + bobot; belajar via forward pass & backpropagationMenangkap pola sangat kompleks (gambar, teks, suara)
Semua bermula dari prinsip yang sama: belajar dari data ber-label, lalu diuji pada data baru yang belum pernah dilihat model.

Sebelum Kita Tutup

Minggu Depan: Pertemuan 8

Reinforcement Learning: MDP dan Bellman Equations — bagaimana mesin belajar dari reward dan penalty lewat percobaan berulang, seperti robot atau agen AI yang belajar bermain game.

TUGAS SEBELUM PERTEMUAN 8
Hitung ulang forward pass pada slide 14 dengan mengganti x1=0,7 dan x2=0,3 (bobot & bias tetap sama). Bawa hasilnya ke kelas.
Pertanyaan reflektif: dari tiga algoritma hari ini, mana yang paling relevan untuk ide bisnis digital Anda sendiri? Simpan jawabannya untuk tugas akhir semester.