منطق فازی و تاریخچه و کاربرد آن در سیستم های خبره

منطق فازی در سیستم های خبره

در این مقاله می خواهیم منطق فازی را از نگاهی شناختی بررسی نموده و از دریچه ای نوین و همه فهم به آن بنگریم.

مقدمه:

کامپیوتر را روشن می کنم و کلمات تایپ می شوند:

محسن: من حالم خوبه (با بی میلی)

کامپیوتر: هوووم … بنظر اینطور نمی آید، فکر می کنم از چیزی ناراحتی، اگر دوست داری با من در میان بگذار.

در دهه ۶۰ میلادی دنیا از رنگ های سیاه سفید گذر کرد و مرز های علم دیگر باور خود را به منظق صفر و یک مطلق از دست داده، پرفسوری ایرانی – آذربایجانی، بنام پرفسور لطفی زاده واژهٔ fuzzy را که به معنای ناواضح، مبهم غیر دقیق می باشد را بر دروازه های تمدن نوین میخکوب کرد.

منطق فازی چنان با تار و پود دنیای مدرن آمیخته شده که از نظر می توان آن را یکی از سنگ بناهای دنیای پیش رو نامید، گویا علم جهشی دوباره کرده و زاده شده است.

تاریخچه منطق فازی :

این واژه توسط پرفسور لطفی زاده در پی نظریه مجموعه های فازی در محاسبات نو ظاهر گردید. معنی لغوی fuzzy بیشتر به این مفهوم اشاره دارد که چیزی نامفهوم است و در آن ابهام وجود دارد.

اگر بخواهیم کاربرد آن را در علوم نرم افزاری به زبان ساده بیان نماییم می توان منطق فازی را اینگونه بیان نمود:

بین صفر و یک دنیایی از اعداد است و نرم افزار کلاسیک جز صفر و یک را نمیفهمد.

اما منطق فازی پا را فراتر گذاشته و شاید ها را هم به میان آورده است و فضایی شناور از اعداد را بین صفر و یک در منطق و استدلال به کار گرفته است.

یعنی مثلا از بین دو گزاره برویم یا نرویم ارزشی نوین شاید برویم یا می رویم اگر… یا احتمالا برویم را به کار گرفته است.

بطور نمونه یک مدیر می تواند بعد از بررسی کامپیوتری بیلان یک تاجر به منطقی برسد که از تنها وام می دهیم یا وام نمی دهیم به وام می دهیم در صورتی یا وام نمیدهیم اما… برسد.

منطق فازی بعد از ۲۰ سال از تاریخ ۱۹۶۵ که در دانشگاه ها حبس شده بود توسط صنعت گران ژاپنی به کار گرفته شد و آن ها اولین کسانی بودند که ارزش آن را درک نمودند و از آن در پروژه تمام خودکار قطار زیرزمینی شهر سندای توسط شرکت هیتاچی مورد استفاده نمودند

دست آورد های ژاپنی ها در این طرح این چنین بود:

حرکت نامحسوس (تکان‌های ضربه‌ای) قطار، شتاب‌گرفتن نامحسوس، ترمز و ایستادن نامحسوس و صرفه جویی در مصرف برق.

در حالی ژاپنی ها در حال استفاده از این علم در زیر ساخت های کشور بودند اروپایی ها همچنان در خواب غفلت به سر برده تا اینکه در اواسط دهه ۹۰ میلادی استفاده از این علم را در صنعت آغاز نمودند.

باید های پیش رو:

امروزه شاهد پیچیدگی های بسیاری در حل مسائل و مدل سازی های جدید در حوزه های فیزیک، مهندسی پزشکی، زیست شناسی، بیوالکتریک و دیگر علوم هستیم.

دیگر روش های محاسباتی قدیمی برای حل همه مسئله ها جواب نمی دهد، این حجم عظیم پیچیدگی ها نیاز به این دارد که شیوه هایی نزدیک به تفکر و تعلم خود انسان شکل گیرد.

هدف اصلی آن است که رایانه ها مسائل را مانند انسان درک کرده و و قادر به ادراک و اخذ تصمیمات صحیح و مناسب طبق شرایط موجود باشند و همه چیز را مطلق در نظر نگیرند.

در این جهان نامتناهی واقعیات، ما انسان ها همه چیز را به صورت فازی ( مبهم، ناواضح ) در نظر می گیریم، به عنوان مثال وقتی داخل مجموعه ای می گوییم فلان شخص چاق است و شخص دیگر لاغر به عدد خاصی اشاره نداریم اما ذهن خارق العاده انسان با سرعت همه را می فهمد و نتیجه گیری می نماید.

این در حالیست که ماشین تنها اعداد را می فهمد، حال در شیوه ی نوین، ما می خواهیم که ماشین نیز مانند انسان این توانایی راز گونه را آموخته و سپس بکار گیرد.

ما در طبیعت یا در محاسبات دو نوع متغیر داریم:

  • کمی: که با یک عدد معین بیان می شود.
  • کیفی:که بر اساس یک ویژگی بدست می آید.

مثلا فرض کنید معیار قد بلندی را ۱۹۰ سانتی متر قرار دهیم در این صورت اگر شخصی ۱۸۹ سانتی متر باشد نیز قد کوتاه محسوب می شود در حالی که در منطق فازی بر اساس تابع عضویت تعریف شده و بین صفر و یک ارزش گذاری می شود.

کاربرد های صنعتی:

منطق فازی در هر کاری چه در حوزه مکانیک، الکترومغناطیس، نرم افزاری و غیره که نیاز به دستورات غیر شفاف و غیر صریح است منطق فازی راه گشا می باشد.

اگر بخواهیم چند نمونه از دستاورد های مستقیم این علم را بیان کنیم:

  • در زمینه تاسیسات و حرکت سازی از آن می توان استفاده نمود مانند ماشین لباس شویی، ترمز ای بی اس، آسانسور تسمه نقاله، جرثقیل، موتور های احتراقی، نشستن و برخواستن خودکار هواپیما.
  • دستگاه های سمعی / بصری دیجیتال.
  • کنترل موتورهای جستجوگر در اینترنت، سیستم های ترجمه زبان، رباتیک، هوش مصنوعی، مهندسی پزشکی، سی تی اسکن، سی سی یو، آی سی یو و دستگاه های ضربان ساز قلب.
  • ردیابی های بانکی در بهبود تصمیم گیری مدیران ، ریسک شناسی آماری.
  • یافتن فاکتور های ریسک در قرارداد مخصوصا شرکت های بیمه ای توسط نرم افزار های فازی و مبارزه با کلاه برداری های مشتریان.

در زیر اشاره ای به بعضی از جستارهای وابسته با این علم می نماییم:

هوش مصنوعی :

می دانیم که منطق فازی بیان پیچیدگی های دنیای انسان است و از طرفی هوش مصنوعی نیز نگاهی مدرن به شبیه سازی و مدلی شبیه به انسان است. از این رو این علم درهم تنیدگی و پیشرفتی عجیب در پایه های هوش مصنوعی ایجاد نمود.

سیستم خبره :

سامانه های خبره یا سیستم های خبره به دسته ای از نرم افزار ها اطلاق می شود که در راستای کمک به متخصصان یا جایگزین شدن در بخشی از کارهای آنان طراحی شده است. این سیستم ها نمونه آغازین فناوری پیشرفته تر سامانه های دانش بنیان بشمار می آیند و در زمینه های  مالی و حسابداری از آن بسیار استفاده می شود.

مجموعه های فازی :

از تعمیم نظریه کلاسیک مجموعه ها شکل میگیرد، تئوری این مجموعه را در منطق فازی دکتر لطف علی زاده می توان یافت که مبدع آن است.

نظریه امکان :

این نظریه با ابزار ریاضی در کنار روش پیشین نظریه احتمالات به تحلیل بخش هایی از عدم قطعیت می پردازد، که توسط دکتر لطفعلی زاده در سال ۱۹۷۸ میلادی در کنار نظریه مجموعه فازی و منطق فازی ارائه شد.

شبکه عصبی مصنوعی :

به بیانی ساده شبکه های عصبی سیستم و روش های محاسبات نوین برای یادگیری ماشین و نمایش دانش در جهت پیش بینی پاسخ های خروجی از سامانه های پیچیده هستند.

در ایران بعد از سال ۲۰۰۰ تحلیل‌های دقیق انجام شده روی سیکل‌های ترمودینامیکی، مواد پلیمری،  مجراهای عبور سیال و… اشاره کرد.

فیسبوک نیز از یک شبکه عصبی ۹ لایه برای تشخیص چهره در طرح عمق صورت بهره می گیرد.

معمای غلط :

معمای غلط یک مغلطه است که شخص تنها حالت هایی را ممکن بداند که خود بیان نموده اما حالت های دیگری نیز متصور باشد.

یادگیری ماشین :

Machine learning یا یادگیری ماشین این شاخه کی از پرکاربردترین و وسیع ترین بخش های هوش مصنوعی است و در جهت تنظیم و اکتشاف الگوریتم هایی می پردازد که رایانه ها یادگیری پیدا کنند.

منطق های چند ارزشی :

در این منطق، گزاره می تواند نه راست باشد نه دروغ و بسته به زمینه کاری می تواند بین راست و دروغ معنا پیدا کند.

 

محسن کاظمی فرد

تحریریه شناخت مگ

Previous «
Next »

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *