Penerapan Algoritma K-Nearest Neighbors untuk Klasifikasi Fragmen Metagenom Berdasarkan Ekstraksi Fitur K-Mers

Abstract

Penelitian di bidang metagenomika menjadi salah satu bidang kajian bioinformatika yang terus berkembang. Metagenom merupakan sebuah teknik yang bertujuan untuk mengumpulkan gen-gen yang diambil secara langsung dari lingkungan dan mengenalisis informasi genetika di dalamnya. Data yang diambil langsung dari lingkungan memungkinkan fragmen yang dihasilkan mengandung berbagai mikroorganisme, sehingga akan berakibat pada terjadinya kesalahan perakitan terhadap fragmen metagenom. Proses binning (pengelompokan) dapat dilakukan dengan dua pendekatan, yaitu pendekatan homologi dan pendekatan komposisi. Pendekatan secara komposisi tidak perlu membandingkan dan menyimpulkan setiap hasil pencarian pada setiap level taksonomi sehingga waktu yang diperlukan untuk pengelompokan lebih cepat dibandingkan dengan pendekatan secara homologi.Pada proses binning (pengelompokan) dengan pendekatan komposisi, teknik yang dilakukan adalah dengan supervised learning. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengklasifikasi fragmen metagenom menggunakan algoritma KNN dan K-Mers sebagai ekstraksi fitur. Selain itu, untuk menghitung tingkat akurasi klasifikasi fragmen metagenom menggunakan confusion matrix. Metode K-Mers yang digunakan sebagai ekstraksi fitur bertujuan untuk mempartisi data dan membentuk satu atau lebih kelompok yang memiliki kesamaan, sehingga perhitungan untuk mencari tingkat akurasi menjadi lebih mudah didapatkan. Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan menunjukkan bahwa semakin rendah nilai K yang digunakanpada KNN maka semakin tinggi akurasi yang diperoleh. Pada pengujian ini diperoleh perhitungan akurasi sebesar 94,37% dimana nilai K untuk KNN adalah 3 dan nilai K untuk K-Mers adalah 3. Hasil klasifikasi fragmen metagenom menggunakan algoritma KNN berdasarkan ekstraksi fitur K-Mers dapat dilakukan dengan baik.