ما هو المنطق الضبابي؟ Archiمخطط البنية والتطبيق

ما هو المنطق الغامض؟

المنطق الضبابي المنطق الضبابي هو منطق متعدد القيم، حيث يمكن أن تكون قيمة الصواب لأي متغير أي عدد حقيقي بين 0 و1. وهو يتعامل مع مفهوم الصواب الجزئي. في الحياة الواقعية، نواجه غالبًا مواقف لا نستطيع فيها تحديد ما إذا كانت عبارة ما صحيحة تمامًا أم خاطئة تمامًا. في هذه الحالة، يوفر المنطق الضبابي مرونة قيّمة للغاية في الاستدلال.

تُسمى هذه القيمة بـ درجة العضويةيشير الصفر إلى عدم وجود عضوية على الإطلاق، بينما يشير الواحد إلى عضوية كاملة، ويشير 0.7 إلى عضوية جزئية. تقوم خوارزمية ضبابية بتقييم جميع البيانات المتاحة على هذا المقياس، ثم تتخذ القرار الأمثل بناءً على المدخلات المُعطاة. تحاكي هذه الطريقة عملية اتخاذ القرار البشري، التي تأخذ في الاعتبار جميع الاحتمالات بين القيمتين الرقميتين T و F.

تاريخ أنظمة المنطق الضبابي

المنطق متعدد القيم أقدم من اسمه: فقد وصف يان لوكاسيفيتش منطقًا ثلاثي القيم في عشرينيات القرن الماضي. وجاءت الخطوة الحاسمة في عام 1965، عندما نشر لطفي زاده، الأستاذ في جامعة كاليفورنيا في بيركلي، ورقة بحثية. "مجموعات ضبابية" in المعلومات والتحكمولاحظ أن منطق الكمبيوتر التقليدي لا يستطيع معالجة البيانات التي تمثل أفكارًا بشرية ذاتية أو غير واضحة.

وصلت الفكرة إلى حيز التطبيق العملي عام 1974، عندما بنى إبراهيم ممداني أول وحدة تحكم ضبابية عاملة لمحرك بخاري؛ وقام المصنّعون اليابانيون بتسويقها خلال ثمانينيات القرن العشرين. وتغطي الخوارزميات الضبابية الآن نظرية التحكم إلى الذكاء الاصطناعي، مما يسمح لجهاز الكمبيوتر بالتمييز بين البيانات التي ليست صحيحة تمامًا ولا خاطئة تمامًا - "مظلمة قليلاً"، "ساطعة إلى حد ما"، وما إلى ذلك.

خصائص المنطق الضبابي

فيما يلي بعض الخصائص المهمة للمنطق الضبابي:

• مرنة وسهلة التنفيذ آلة التعلم تقنية
• يساعدك على تقليد منطق الفكر البشري
• الحقيقة لا تقتصر على قيمتين؛ أي درجة بين 0 و1 قد تمثل حلاً
• طريقة مناسبة للغاية للاستدلال غير المؤكد أو التقريبي
• ينظر المنطق الضبابي إلى الاستدلال باعتباره عملية لنشر القيود المرنة
• تتيح لك المنطق الضبابي بناء وظائف غير خطية ذات تعقيد عشوائي
• يجب بناء المنطق الغامض بتوجيه كامل من الخبراء

عندما لا تستخدم المنطق الغامض

لا يُعدّ المنطق الضبابي حلاً لكل شيء، ومن المهم بنفس القدر فهم الحالات التي لا ينبغي استخدامه فيها.

فيما يلي بعض الحالات التي يكون من الأفضل فيها تجنب استخدام المنطق الضبابي:

• إذا لم تتمكن من ربط مساحة الإدخال بمساحة الإخراج بسهولة
• لا ينبغي استخدام المنطق الضبابي عندما يحل المنطق السليم المشكلة بالفعل.
• تؤدي العديد من وحدات التحكم التقليدية وظيفة جيدة دون الحاجة إلى أي منطق ضبابي على الإطلاق

المنطق الضبابي Architecture

تتكون بنية المنطق الضبابي من أربعة أجزاء رئيسية، ويوضح الرسم البياني أدناه كيف تنتقل المدخلات الواضحة عبر جميع هذه الأجزاء:

قاعدة القاعدة

يحتوي هذا النظام على جميع القواعد وشروط "إذا-ثم" التي يقدمها الخبراء للتحكم في نظام اتخاذ القرار. وقد وفرت الدراسات الحديثة في نظرية المنطق الضبابي طرقًا متنوعة لتصميم وضبط وحدات التحكم الضبابية، مما يقلل بشكل كبير من عدد القواعد التي تحتاجها المجموعة الضبابية.

التشويش

تُحوّل عملية التضبيب المدخلات: فهي تحوّل الأرقام الدقيقة إلى مجموعات ضبابية. تُقاس المدخلات الدقيقة بواسطة أجهزة استشعار - مثل درجة حرارة الغرفة والضغط وما إلى ذلك - وتُمرر إلى نظام التحكم لمزيد من المعالجة. يتم التحويل بواسطة وظيفة العضوية، وهو منحنى يربط كل قيمة إدخال ممكنة بدرجة عضوية تتراوح بين 0 و 1.

محرك الاستدلال

يحدد هذا النظام درجة التطابق بين المدخلات الضبابية وكل قاعدة. وبناءً على نسبة التطابق هذه، يقرر النظام القواعد التي يجب تطبيقها على حقل الإدخال المحدد. ثم تُدمج القواعد المطبقة لتطوير إجراءات التحكم.

التشويه

وأخيرًا، تعمل عملية إزالة التضبيب على تحويل المجموعات الضبابية إلى قيمة واحدة محددة. وتوجد عدة تقنيات في هذا الشأن. طرق مركز الثقل، والمنصف، والطرق القائمة على القيمة القصوى الخيارات المعتادة هي تلك المتاحة، لذا اختر الخيار الأنسب لك. نظام خبير.

المنطق الغامض مقابل الاحتمالية

غالباً ما يتم الخلط بين الغموض والاحتمالية، ومع ذلك فهما يجيبان على أسئلة مختلفة.

هش مقابل غامض

نظرية المجموعات الكلاسيكية مقابل نظرية المجموعات الضبابية

أمثلة المنطق الغامض

يوضح الرسم البياني أدناه مقياس العضوية بشكل ملموس. في النظام الضبابي، تُرمز القيم برقم من 0 إلى 1، حيث 1.0 تعني الحقيقة المطلقة و0.0 تعني الكذب المطلق.

مجالات تطبيق المنطق الضبابي

يوضح الجدول أدناه تطبيقات المنطق الضبابي من قبل شركات معروفة في منتجاتها.

ملاحظة: يعود تاريخ العديد من هذه المنتجات إلى طفرة الأجهزة المنزلية ذات الغطاء المخملي في أواخر الثمانينيات والتسعينيات؛ وقد تم تداول شركة ماتسوشيتا تحت اسم باناسونيك منذ عام 2008.

مزايا نظام المنطق الضبابي

يستمر المهندسون في اللجوء إلى وحدات التحكم الضبابية لأنها توفر لهم القدرة على تحمل المدخلات غير الدقيقة بتكلفة زهيدة.

• بنية أنظمة المنطق الضبابي بسيطة وسهلة الفهم
• يستخدم المنطق الضبابي على نطاق واسع للأغراض التجارية والعملية
• يساعدك المنطق الضبابي في الذكاء الاصطناعي على التحكم في الآلات والمنتجات الاستهلاكية
• قد لا يقدم هذا الأسلوب تبريراً دقيقاً، ولكنه يقدم تبريراً مقبولاً من الناحية العملية.
• منطق غامض في تنقيب في البيانات يساعدك على التعامل مع عدم اليقين في الهندسة
• يتميز بالمتانة في الغالب، حيث لا يتطلب مدخلات دقيقة
• يمكن برمجته للاستمرار في العمل في الحالات التي يتوقف فيها مستشعر التغذية الراجعة عن الاستجابة.
• يمكن تعديله بسهولة لتحسين أداء النظام أو تغييره
• يمكن استخدام أجهزة استشعار غير مكلفة، مما يساعدك على إبقاء التكلفة الإجمالية للنظام وتعقيده منخفضين.
• إنه يوفر حلاً فعالاً للغاية للمشاكل المعقدة

مساوئ أنظمة المنطق الضبابي

• لا تكون المنطق الضبابي دقيقة دائمًا؛ فالنتائج مستمدة من افتراضات، لذا قد لا تحظى بقبول واسع.
• لا تتعلم الأنظمة الضبابية من تلقاء نفسها، على عكس... الشبكة العصبية بفضل قدرتها على التعرف على الأنماط
• يتطلب التحقق من صحة نظام قائم على المعرفة الضبابية والتحقق منه إجراء اختبارات مكثفة باستخدام الأجهزة
• يُعدّ تحديد القواعد الضبابية الدقيقة ووظائف العضوية مهمة صعبة.
• كثيراً ما يتم الخلط بين المنطق الضبابي ونظرية الاحتمالات، ويتم الخلط بين المصطلحات المستخدمة.

الأسئلة الشائعة