फ़ज़ी लॉजिक ट्यूटोरियल: क्या है, Archiटेकचर, एप्लीकेशन, उदाहरण

फ़ज़ी लॉजिक क्या है?

अस्पष्ट तर्क इसे कई-मूल्यवान तर्क रूप के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसमें 0 और 1 के बीच किसी भी वास्तविक संख्या में चर के सत्य मान हो सकते हैं। यह आंशिक सत्य की हैंडल अवधारणा है। वास्तविक जीवन में, हम ऐसी स्थिति में आ सकते हैं जहाँ हम यह तय नहीं कर सकते कि कथन सत्य है या असत्य। उस समय, फ़ज़ी लॉजिक तर्क के लिए बहुत मूल्यवान लचीलापन प्रदान करता है।

फ़ज़ी लॉजिक एल्गोरिदम सभी उपलब्ध डेटा पर विचार करने के बाद किसी समस्या को हल करने में मदद करता है। फिर यह दिए गए इनपुट के लिए सबसे अच्छा संभव निर्णय लेता है। FL विधि मानव में निर्णय लेने के तरीके की नकल करती है जो डिजिटल मान T और F के बीच सभी संभावनाओं पर विचार करती है।

फ़ज़ी लॉजिक सिस्टम का इतिहास

हालाँकि, फ़ज़ी लॉजिक की अवधारणा का अध्ययन 1920 के दशक से ही किया जा रहा था। फ़ज़ी लॉजिक शब्द का पहली बार इस्तेमाल 1965 में कैलिफोर्निया में यूसी बर्कले के प्रोफेसर लोटफी ज़ादेह ने किया था। उन्होंने पाया कि पारंपरिक कंप्यूटर लॉजिक व्यक्तिपरक या अस्पष्ट मानवीय विचारों का प्रतिनिधित्व करने वाले डेटा में हेरफेर करने में सक्षम नहीं था।

फ़ज़ी एल्गोरिदम को नियंत्रण सिद्धांत से लेकर AI तक विभिन्न क्षेत्रों में लागू किया गया है। इसे कंप्यूटर को डेटा के बीच अंतर निर्धारित करने की अनुमति देने के लिए डिज़ाइन किया गया था जो न तो सच है और न ही झूठ। मानव तर्क की प्रक्रिया के समान कुछ। जैसे थोड़ा अंधेरा, थोड़ी चमक, आदि।

फ़ज़ी लॉजिक की विशेषताएँ

फ़ज़ी लॉजिक की कुछ महत्वपूर्ण विशेषताएं इस प्रकार हैं:

• लचीला और कार्यान्वयन में आसान यंत्र अधिगम तकनीक
• आपको मानवीय विचारों के तर्क की नकल करने में मदद करता है
• तर्क के दो मान हो सकते हैं जो दो संभावित समाधानों का प्रतिनिधित्व करते हैं
• अनिश्चित या अनुमानित तर्क के लिए अत्यधिक उपयुक्त विधि
• फ़ज़ी लॉजिक अनुमान को लोचदार बाधाओं के प्रसार की एक प्रक्रिया के रूप में देखता है
• फ़ज़ी लॉजिक आपको मनमाने जटिलता के गैर-रैखिक कार्यों का निर्माण करने की अनुमति देता है।
• फ़ज़ी लॉजिक का निर्माण विशेषज्ञों के पूर्ण मार्गदर्शन में किया जाना चाहिए

फ़ज़ी लॉजिक का उपयोग कब न करें

हालांकि, फ़ज़ी लॉजिक कभी भी सभी समस्याओं का समाधान नहीं होता है। इसलिए, यह समझना भी उतना ही महत्वपूर्ण है कि हमें फ़ज़ी लॉजिक का इस्तेमाल कहां नहीं करना चाहिए।

यहां कुछ ऐसी स्थितियां बताई गई हैं जब आपको फ़ज़ी लॉजिक का उपयोग नहीं करना चाहिए:

• यदि आपको इनपुट स्पेस को आउटपुट स्पेस में मैप करना सुविधाजनक नहीं लगता है
• जब आप सामान्य ज्ञान का उपयोग कर सकते हैं तो फ़ज़ी लॉजिक का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए
• कई नियंत्रक फ़ज़ी लॉजिक के उपयोग के बिना भी बढ़िया काम कर सकते हैं

अस्पष्ट तर्क Archiटेक्चर

फ़ज़ी लॉजिक आर्किटेक्चर के चार मुख्य भाग हैं जैसा कि चित्र में दिखाया गया है:

नियम आधार

इसमें निर्णय लेने की प्रणाली को नियंत्रित करने के लिए विशेषज्ञों द्वारा प्रस्तुत सभी नियम और यदि-तो स्थितियाँ शामिल हैं। फ़ज़ी थ्योरी में हाल ही में किए गए अपडेट में फ़ज़ी नियंत्रकों के डिज़ाइन और ट्यूनिंग के लिए विभिन्न विधियाँ प्रदान की गई हैं। यह अपडेट फ़ज़ी नियमों के सेट की संख्या को काफ़ी हद तक कम कर देता है।

फ़ज़िफिकेशन

फ़ज़िफिकेशन चरण इनपुट को बदलने में मदद करता है। यह आपको स्पष्ट संख्याओं को फ़ज़ी सेट में बदलने की अनुमति देता है। सेंसर द्वारा मापे गए स्पष्ट इनपुट को आगे की प्रक्रिया के लिए नियंत्रण प्रणाली में भेजा जाता है। जैसे कमरे का तापमान, दबाव, आदि।

अनुमान इंजन

यह आपको फ़ज़ी इनपुट और नियमों के बीच मिलान की डिग्री निर्धारित करने में मदद करता है। % मिलान के आधार पर, यह निर्धारित करता है कि दिए गए इनपुट फ़ील्ड के अनुसार किन नियमों को लागू करने की आवश्यकता है। इसके बाद, लागू नियमों को नियंत्रण क्रियाओं को विकसित करने के लिए संयोजित किया जाता है।

डिफ्यूज़िफिकेशन

अंत में फजी सेट को क्रिस्प वैल्यू में बदलने के लिए डिफ्यूज़िफिकेशन प्रक्रिया की जाती है। कई प्रकार की तकनीकें उपलब्ध हैं, इसलिए आपको वह चुनना होगा जो विशेषज्ञ प्रणाली के साथ उपयोग किए जाने पर सबसे उपयुक्त हो।

फ़ज़ी लॉजिक बनाम संभाव्यता

अस्पष्ट तर्क	संभावना
फजी: वृद्ध लोगों के समूह में टॉम की सदस्यता की डिग्री 0.90 है।	संभावना: 90% संभावना है कि टॉम बूढ़ा है।
फ़ज़ी लॉजिक, अस्पष्टता परिघटना के मॉडल पर गणितीय आधार के रूप में सत्य की डिग्री लेता है।	संभाव्यता अज्ञानता का एक गणितीय मॉडल है।

कुरकुरा बनाम फजी

कुरकुरा	फजी
इसकी सख्त सीमा T या F है	सदस्यता की डिग्री के साथ अस्पष्ट सीमा
कुछ स्पष्ट समय सेट धुंधला हो सकता है	यह कुरकुरा नहीं हो सकता
सत्य/असत्य {0,1}	सदस्यता मान [0,1]
क्रिस्प तर्क में बहिष्कृत मध्य और गैर-विरोधाभास का नियम लागू हो भी सकता है और नहीं भी	फ़ज़ी लॉजिक में बहिष्कृत मध्य और गैर-विरोधाभास का नियम लागू होता है

शास्त्रीय सेट बनाम फ़ज़ी सेट सिद्धांत

शास्त्रीय सेट	फ़ज़ी सेट सिद्धांत
तीक्ष्ण सीमाओं वाली वस्तुओं की श्रेणियाँ।	वस्तुओं के वर्गों की कोई स्पष्ट सीमाएँ नहीं होतीं।
एक शास्त्रीय सेट स्पष्ट सीमाओं द्वारा परिभाषित होता है, अर्थात, निर्धारित सीमाओं के स्थान के बारे में स्पष्टता होती है।	एक अस्पष्ट सेट की सीमाएं हमेशा अस्पष्ट होती हैं, अर्थात्, निर्धारित सीमाओं के स्थान के बारे में अनिश्चितता हो सकती है।
डिजिटल सिस्टम डिजाइन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है	केवल फजी नियंत्रकों में उपयोग किया जाता है।

फ़ज़ी लॉजिक उदाहरण

नीचे दिया गया आरेख देखें। यह दर्शाता है कि फ़ज़ी सिस्टम में, मानों को 0 से 1 तक की संख्या द्वारा दर्शाया जाता है। इस उदाहरण में, 1.0 का अर्थ पूर्ण सत्य है और 0.0 का अर्थ पूर्ण असत्य है।

फ़ज़ी लॉजिक के अनुप्रयोग क्षेत्र

नीचे दी गई तालिका प्रसिद्ध कंपनियों द्वारा अपने उत्पादों में फ़ज़ी लॉजिक के अनुप्रयोग को दर्शाती है।

एस्ट्रो मॉल	कंपनी	अस्पष्ट तर्क
एंटीलोक ब्रेक	निसान	खतरनाक मामलों में ब्रेक को नियंत्रित करने के लिए फ़ज़ी लॉजिक का उपयोग करें जो कार की गति, त्वरण, पहिया की गति और त्वरण पर निर्भर करता है
ऑटो ट्रांसमिशन	एनओके/निसान	फ़ज़ी लॉजिक का उपयोग थ्रॉटल सेटिंग, शीतलन जल तापमान, आरपीएम आदि के आधार पर ईंधन इंजेक्शन और इग्निशन को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।
ऑटो इंजन	होंडा, निसान	इंजन लोड, ड्राइविंग शैली और सड़क की स्थिति के आधार पर गियर का चयन करने के लिए उपयोग करें।
प्रतिलिपि यंत्र	कैनन	चित्र घनत्व, आर्द्रता और तापमान के आधार पर ड्रम वोल्टेज को समायोजित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
क्रूज नियंत्रण	निसान, इसुजु, मित्सुबिशी	कार की गति और त्वरण निर्धारित करने के लिए थ्रॉटल सेटिंग को समायोजित करने के लिए इसका उपयोग करें
बर्तन साफ़ करने वाला	Matsushita	सफाई चक्र को समायोजित करने, कुल्ला करने और धोने की रणनीतियों का उपयोग व्यंजनों की संख्या और व्यंजनों पर परोसे गए भोजन की मात्रा पर निर्भर करता है।
लिफ्ट नियंत्रण	फुजीटेक, मित्सुबिशी इलेक्ट्रिक, तोशिबा	यात्री यातायात के आधार पर प्रतीक्षा समय को कम करने के लिए इसका उपयोग करें
गोल्फ़ डायग्नोस्टिक सिस्टम	मारुमन गोल्फ	गोल्फ़ खिलाड़ी के स्विंग और शारीरिक बनावट के आधार पर गोल्फ़ क्लब का चयन किया जाता है।
फिटनेस प्रबंधन	Omron	अपने कर्मचारियों की फिटनेस की जांच के लिए उन्होंने अस्पष्ट नियम बनाए।
भट्ठा नियंत्रण	निप्पॉन स्टील	सीमेंट मिलाता है
माइक्रोवेव ओवन	मित्सुबिशी केमिकल	लून्स शक्ति और खाना पकाने की रणनीति सेट करता है
पामटॉप कंप्यूटर	हिताची, शार्प, सान्यो, तोशिबा	हस्तलिखित कांजी अक्षरों को पहचानता है
प्लाज्मा नक़्क़ाशी	मित्सुबिशी इलेक्ट्रिक	नक़्काशी का समय और रणनीति निर्धारित करता है

फ़ज़ी लॉजिक सिस्टम के लाभ

• फ़ज़ी लॉजिक सिस्टम की संरचना आसान और समझने योग्य है
• फ़ज़ी लॉजिक का उपयोग वाणिज्यिक और व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए व्यापक रूप से किया जाता है
• AI में फ़ज़ी लॉजिक आपको मशीनों और उपभोक्ता उत्पादों को नियंत्रित करने में मदद करता है
• यह भले ही सटीक तर्क न दे, लेकिन यह एकमात्र स्वीकार्य तर्क है
• फ़ज़ी लॉजिक आँकड़ा खनन इंजीनियरिंग में अनिश्चितता से निपटने में आपकी मदद करता है
• अधिकांशतः मजबूत क्योंकि कोई सटीक इनपुट की आवश्यकता नहीं
• इसे उस स्थिति में प्रोग्राम किया जा सकता है जब फीडबैक सेंसर काम करना बंद कर देता है
• सिस्टम के प्रदर्शन को बेहतर बनाने या बदलने के लिए इसे आसानी से संशोधित किया जा सकता है
• सस्ते सेंसर का उपयोग किया जा सकता है जो आपको समग्र प्रणाली लागत और जटिलता को कम रखने में मदद करता है
• यह जटिल मुद्दों के लिए सबसे प्रभावी समाधान प्रदान करता है

फ़ज़ी लॉजिक सिस्टम के नुकसान

• फ़ज़ी लॉजिक हमेशा सटीक नहीं होता है, इसलिए इसके परिणाम धारणा पर आधारित होते हैं, इसलिए इसे व्यापक रूप से स्वीकार नहीं किया जा सकता है।
• फ़ज़ी सिस्टम में मशीन लर्निंग के साथ-साथ न्यूरल नेटवर्क प्रकार पैटर्न पहचान की क्षमता नहीं होती है
• अस्पष्ट ज्ञान-आधारित प्रणाली के सत्यापन और सत्यापन के लिए हार्डवेयर के साथ व्यापक परीक्षण की आवश्यकता होती है
• सटीक, अस्पष्ट नियम और सदस्यता कार्य निर्धारित करना एक कठिन कार्य है
• कुछ फ़ज़ी टाइम लॉजिक को प्रायिकता सिद्धांत और शब्दों के साथ भ्रमित किया जाता है

सारांश

• फजी शब्द का अर्थ ऐसी चीजें हैं जो बहुत स्पष्ट या अस्पष्ट नहीं हैं
• फ़ज़ी लॉजिक शब्द का पहली बार प्रयोग 1965 में कैलिफोर्निया के यूसी बर्कले के प्रोफेसर लोटफी ज़ादेह द्वारा किया गया था
• फ़ज़ी लॉजिक एक लचीली और आसानी से लागू होने वाली मशीन लर्निंग तकनीक है
• जब आप सामान्य ज्ञान का उपयोग कर सकते हैं तो फ़ज़ी लॉजिक का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए
• फ़ज़ी लॉजिक आर्किटेक्चर के चार मुख्य भाग हैं 1) रूल बेस 2) फ़ज़िफिकेशन 3) इंफ़रेंस इंजन 4) डिफ़ज़िफिकेशन
• फ़ज़ी लॉजिक सत्य की डिग्री को अस्पष्टता के मॉडल पर गणितीय आधार के रूप में लेता है जबकि संभाव्यता अज्ञानता का गणितीय मॉडल है
• क्रिस्प सेट में सख्त सीमा टी या एफ होती है जबकि फजी सीमा में सदस्यता की डिग्री होती है
• क्लासिकल सेट का उपयोग डिजिटल सिस्टम डिज़ाइन में व्यापक रूप से किया जाता है, जबकि फ़ज़ी सेट का उपयोग केवल फ़ज़ी नियंत्रकों में किया जाता है
• ऑटो ट्रांसमिशन, फिटनेस प्रबंधन, गोल्फ डायग्नोस्टिक सिस्टम, डिशवॉशर, कॉपी मशीन फ़ज़ी लॉजिक अनुप्रयोगों के कुछ क्षेत्र हैं
• सॉफ्ट कंप्यूटिंग में फ़ज़ी लॉजिक आपको मशीनों और उपभोक्ता उत्पादों को नियंत्रित करने में मदद करता है