محمد مهدی نیکو حرف فاخر
فازی (به انگلیسی: fuzzy logic) اولین بار در پی تنظیم نظریهٔ مجموعه های فازی به وسیلهٔ پروفسور لطفی زاده (۱۹۶۵ م) در صحنهٔ محاسبات نو ظاهر شد.[۱] واژه ی fuzzy به معنای غیر دقیق، ناواضح و مبهم (شناور) است.
کاربرد این مبحث در علوم نرم افزاری را می توان به طور ساده این گونه تعریف کرد: منطق فازی از منطق ارزش های "صفر و یک" نرم افزارهای کلاسیک فراتر رفته و درگاهی جدید برای دنیای علوم نرم افزاری و رایانه ها می گشاید، زیرا فضای شناور و نامحدود بین اعداد صفر و یک را نیز در منطق و استدلال های خود به کار می گیرد. منطق فازی از فضای بین دو ارزش "برویم" یا "نرویم"، ارزش های جدید "شاید برویم" یا "می رویم اگر" یا حتی "احتمال دارد برویم" را استخراج کرده و به کار می گیرد. بدین ترتیب به عنوان مثال مدیر بانک پس از بررسی رایانه ای بیلان اقتصادی یک بازرگان می تواند فراتر از منطق "وام می دهیم" یا "وام نمی دهیم" رفته و بگوید: "وام می دهیم اگر
مقدمه
دانش مورد نیاز برای بسیاری از مسائل مورد مطالعه به دو صورت متمایز ظاهر می شود:
۱. دانش عینی مثل مدل ها و معادلات و فرمول های ریاضی که از پیش تنظیم شده و برای حل و فصل مسائل معمولی فیزیک، شیمی، یا مهندسی مورد استفاده قرار می گیرد.
۲. دانش شخصی مثل دانستنی هایی که تا حدودی قابل توصیف و بیان زبان شناختی بوده، ولی امکان کمّی کردن آن ها با کمک ریاضیات سنتی معمولاً وجود ندارد. به این نوع دانش، دانش ضمنی یا دانش تلویحی (Tacit knowledge) گفته می شود.
از آن جا که در عمل هر دو نوع دانش مورد نیاز است منطق فازی می کوشد آن ها را به صورتی منظم، منطقی، و ریاضیاتی بایکدیگر هماهنگ گرداند.
منطق فازی بیش از بیست سال پس از ۱۹۶۵ از درگاه دانشگاه ها به بیرون راه نیافت زیرا کمتر کسی معنای آنرا درک کرده بود. در اواسط دهه ۸۰ میلادی قرن گذشته صنعتگران ژاپنی معنا و ارزش صنعتی این علم را دریافته و منطق فازی را به کار گرفتند. اولین پروژه آنها طرح هدایت و کنترل تمام خودکار قطار زیرزمینی شهر سندای بود که توسط شرکت هیتاچی برنامه ریزی و ساخته شد. نتیجه این طرح موفق و چشم گیر ژاپنی ها به طور ساده اینگونه خلاصه میشود: آغاز حرکت نامحسوس (تکان های ضربه ای) قطار، شتاب گرفتن نامحسوس، ترمز و ایستادن نامحسوس و صرفه جویی در مصرف برق.
تاریخچه
در حالت مجموعه های قطعی، تابع عضویت فقط دو مقدار در برد خود دارد (در ریاضیات، برد یک تابع برابر با مجموعه تمام خروجی های تابع است). از این پس منطق فازی بسیار سریع در تکنولوژی دستگاه های صوتی و تصویری ژاپنی ها راه یافت (از جمله نلرزیدن تصویر فیلم دیجیتال ضمن لرزیدن دست فیلم بردار). اروپایی ها بسیار دیر، یعنی در اواسط دهه ۹۰ میلادی، پس از خوابیدن موج بحث های علمی در رابطه با منطق فازی استفاده صنعتی از آن را آغاز کردند.
آری و خیر (یک و صفر) که همان دو مقدار ممکن در منطق دوارزشی کلاسیک هستند. بنابراین:
که در اینجا تابع عضویت عنصر در مجموعه قطعی است.
مجموعه های فازی برد تابع عضویت از در مورد مجموعه های قطعی به بازهٔ بستهٔ برای مجموعه های فازی تبدیل می شوداصلی: متغیرهای زبانی
مقاله اصلی: مجموعه های فازی
اصلی: متغیرهای زبانی
اصلی: متغیرهای زبانی
برای مقابله ی موثر با پیچیدگی روزافزون در بررسی، مطالعه، مدل سازی و حل مسائل جدید در فیزیک، مهندسی، پزشکی، زیست شناسی و بسیاری از امور گوناگون دیگر ایجاد و ابداع روش های محاسباتی جدیدی مورد نیاز شده است که بیشتر از پیش به شیوه های تفکر و تعلم خود انسان نزدیک باشد. هدف اصلی آنست که تا حد امکان، رایانه ها بتوانند مسائل و مشکلات بسیار پیچیده ی علمی را با همان سهولت و شیوایی بررسی و حل و فصل کنند که ذهن انسان قادر به ادراک و اخذ تصمیمات سریع و مناسب است.
در جهان واقعیات، بسیاری از مفاهیم را آدمی به صورت فازی (به معنای غیر دقیق، ناواضح و مبهم) درک می کند و به کار می بندد. به عنوان نمونه، هر چند کلمات و مفاهیمی همچون گرم، سرد، بلند، کوتاه، پیر، جوان و نظائر این ها به عدد خاص و دقیقی اشاره ندارند، اما ذهن انسان با سرعت و با انعطاف پذیری شگفت آوری همه را می فهمد و در تصمیمات و نتیجه گیریهای خود به کار می گیرد. این، در حالی ست که ماشین فقط اعداد را می فهمد و اهل دقّت است. اهداف شیوه های نو در علوم کامپیوتر آن است که اولاً رمز و راز این گونه توانایی ها را از انسان بیاموزد و سپس آن ها را تا حد امکان به ماشین یاد بدهد.
قوانین علمی گذشته در فیزیک و مکانیک نیوتونی همه بر اساس منطق قدیم استوار گردیده اند. در منطق قدیم فقط دو حالت داریم: سفید و سیاه، آری و خیر، روشن و تاریک، یک و صفر و درست و غلط.
متغیرها در طبیعت یا در محاسبات بر دو نوعند: ارزش های کمی که می توان با یک عدد معین بیان نمود و ارزش های کیفی که براساس یک ویژگی بیان می شود. این دو ارزش قابل تبدیل اند. مثلاً در مورد قد افراد، اگر آن ها با ارزش عددی (سانتی متر) اندازه گیری نماییم و افراد را به دسته های قدکوتاه و قدبلند تقسیم بندی کنیم و در این دسته بندی، حد آستانه ۱۸۰ سانتی متر برای بلندی قد مدنظر باشد، در اینصورت تمامی افراد زیر ۱۸۰ سانتی متر براساس منطق قدیم قد کوتاه اند. حتی اگر قد فرد ۱۷۹ سانتی متر باشد. ولی در مجموعه فازی هر یک از این صفات براساس تابع عضویت تعریف و بین صفر تا یک ارزشگذاری می شود.
از آن جا که ذهن ما با منطق دیگری کارهایش را انجام می دهد و تصمیماتش را اتّخاذ می کند، جهت شروع، ایجاد و ابداع منطق های تازه و چندارزشی مورد نیاز است که منطق فازی یکی از آن ها می باشد.
کاربردهای صنعتی
برای هر دستور کار و خواسته عمل کرد مکانیکی، الکترومغناطیسی یا نرم افزاری و غیره که برای آن فرمول یا دستورالعمل مطلق و شفاف ریاضی وجود نداشته باشد و بخصوص زمانی که دستور کار بوسیله جملات انشاء شده باشد، نرم افزار متکی به منطق فازی راه
برخی از کاربردها عبارتند از:
هدایت و کنترل هرگونه دستگاه و تاسیسات پویا و حرکت ساز را می توان با کمک منطق فازی به بهترین وجه اعمال نمود. از جمله ماشین لباس شویی، قطارها، ترمز ای بی اس خودرو، آسانسور، جرثقیل، تسمه نقاله، موتورهای احتراقی، نشست و برخاست خودکار هواپیما و غیره.
دستگاه های سمعی/بصری دیجیتال.
"آینده نگری" نرم افزارها جهت جلوگیری از هنگ کردن سرورها، کنترل موتورهای جستجوگر در اینترنت، سیستم های نرم افزاری ترجمه، رباتیک و هوش مصنوعی، بررسی احتمال برداشت های سرندیپیتی، مهندسی پزشکی از جمله آسیب شناسی یا هدایت و کنترل تاسیسات سی تی اسکن، سی سی یو و آی سی یو، دستگاه ضربان ساز قلب.
کارهای ریسک شناسی، آماری و ارزیابی بانکی جهت تصمیم گیری های مدیران.
محاسبات آماری بیمه ها برای یافتن فاکتورهای ریسک در قراردادها. (بسیاری از شرکت های بیمه در جهان، ارزیابی صدمات و طلب خسارت مشتریان را چند سالی است بوسیله نرم افزارهای فازی پوشش می دهند و از این راه با تقلب و کلاه برداری های مشتریان مبارزه می کنند.)
منابع فان پلت، Fuzzy Logic Applied to Daily Life. Seattle, WA. شابک 0-252- 16341-9 مالک مسعودی، A Tactical Model under Uncertainty for Helicopter Maintenance Planning
پایان