Hướng dẫn logic mờ: Là gì, Archikiến trúc, ứng dụng, ví dụ

Logic mờ là gì?

Lập luận mờ được định nghĩa là một dạng logic nhiều giá trị có thể có các giá trị chân lý của các biến trong bất kỳ số thực nào từ 0 đến 1. Đây là khái niệm xử lý về chân lý một phần. Trong cuộc sống thực, chúng ta có thể gặp phải tình huống không thể quyết định liệu tuyên bố đó là đúng hay sai. Vào thời điểm đó, logic mờ mang lại sự linh hoạt rất có giá trị cho việc suy luận.

Thuật toán logic mờ giúp giải quyết vấn đề sau khi xem xét tất cả dữ liệu có sẵn. Sau đó sẽ đưa ra quyết định tốt nhất có thể cho đầu vào đã cho. Phương pháp FL mô phỏng cách ra quyết định của con người, xem xét tất cả các khả năng giữa các giá trị số T và F.

Lịch sử của hệ thống logic mờ

Mặc dù vậy, khái niệm logic mờ đã được nghiên cứu từ những năm 1920. Thuật ngữ logic mờ được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1965 bởi Lotfi Zadeh, giáo sư của UC Berkeley ở California. Ông quan sát thấy logic máy tính thông thường không có khả năng thao tác dữ liệu thể hiện những ý tưởng chủ quan hoặc không rõ ràng của con người.

Thuật toán mờ đã được áp dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau, từ lý thuyết điều khiển đến AI. Nó được thiết kế để cho phép máy tính xác định sự khác biệt giữa các dữ liệu không đúng cũng không sai. Một cái gì đó tương tự như quá trình lý luận của con người. Giống như Bóng tối nhỏ, Một số độ sáng, v.v.

Đặc điểm của logic mờ

Dưới đây là một số đặc điểm quan trọng của logic mờ:

• Linh hoạt và dễ thực hiện học máy kỹ thuật
• Giúp bạn bắt chước logic suy nghĩ của con người
• Logic có thể có hai giá trị đại diện cho hai giải pháp khả thi
• Phương pháp rất phù hợp cho lý luận không chắc chắn hoặc gần đúng
• Logic mờ xem suy luận như một quá trình truyền bá các ràng buộc đàn hồi
• Logic mờ cho phép bạn xây dựng các hàm phi tuyến tính có độ phức tạp tùy ý.
• Logic mờ cần được xây dựng với sự hướng dẫn đầy đủ của các chuyên gia

Khi nào không sử dụng logic mờ

Tuy nhiên, logic mờ không bao giờ là phương pháp chữa trị cho tất cả mọi người. Vì vậy, điều quan trọng không kém là phải hiểu rằng chúng ta không nên sử dụng logic mờ ở đâu.

Dưới đây là một số tình huống nhất định mà bạn không nên sử dụng Logic Mờ:

• Nếu bạn không thấy thuận tiện khi ánh xạ không gian đầu vào sang không gian đầu ra
• Logic mờ không nên được sử dụng khi bạn có thể sử dụng lẽ thường
• Nhiều bộ điều khiển có thể thực hiện tốt công việc mà không cần sử dụng logic mờ

Lập luận mờ Archikiến trúc

Kiến trúc Logic mờ có bốn phần chính như thể hiện trong sơ đồ:

cơ sở quy tắc

Nó chứa tất cả các quy tắc và điều kiện nếu-thì do các chuyên gia đưa ra để kiểm soát hệ thống ra quyết định. Sự cập nhật gần đây về lý thuyết mờ cung cấp nhiều phương pháp khác nhau để thiết kế và điều chỉnh bộ điều khiển mờ. Bản cập nhật này làm giảm đáng kể số lượng bộ quy tắc mờ.

mờ hóa

Bước mờ hóa giúp chuyển đổi đầu vào. Nó cho phép bạn chuyển đổi các số rõ nét thành các tập hợp mờ. Đầu vào sắc nét được đo bằng cảm biến và chuyển vào hệ thống điều khiển để xử lý tiếp. Như nhiệt độ phòng, áp suất, v.v.

Động cơ suy diễn

Nó giúp bạn xác định mức độ phù hợp giữa đầu vào mờ và các quy tắc. Dựa trên % khớp, nó xác định quy tắc nào cần triển khai theo trường đầu vào nhất định. Sau đó, các quy tắc được áp dụng sẽ được kết hợp để phát triển các hành động kiểm soát.

Khử mờ

Cuối cùng, quá trình giải mờ được thực hiện để chuyển các tập mờ thành giá trị rõ nét. Có nhiều loại kỹ thuật có sẵn, vì vậy bạn cần chọn loại kỹ thuật phù hợp nhất khi sử dụng với hệ thống chuyên gia.

Logic mờ và xác suất

Sắc nét và mờ

Lý thuyết tập cổ điển và lý thuyết tập mờ

Ví dụ về logic mờ

Xem sơ đồ dưới đây. Nó cho thấy rằng trong hệ thống mờ, các giá trị được biểu thị bằng số từ 0 đến 1. Trong ví dụ này, 1.0 nghĩa là đúng tuyệt đối và 0.0 nghĩa là sai tuyệt đối.

Các lĩnh vực ứng dụng của logic mờ

Bảng Blow cho thấy ứng dụng logic mờ của các công ty nổi tiếng trong sản phẩm của họ.

Ưu điểm của hệ thống logic mờ

• Cấu trúc của Hệ Logic Mờ dễ hiểu và dễ hiểu
• Logic mờ được sử dụng rộng rãi cho mục đích thương mại và thực tiễn
• Logic mờ trong AI giúp bạn điều khiển máy móc và sản phẩm tiêu dùng
• Nó có thể không đưa ra lý luận chính xác, nhưng lý do duy nhất có thể chấp nhận được
• Logic mờ trong Khai thác dữ liệu giúp bạn giải quyết sự không chắc chắn trong kỹ thuật
• Hầu hết đều mạnh mẽ vì không cần đầu vào chính xác
• Nó có thể được lập trình trong trường hợp cảm biến phản hồi ngừng hoạt động
• Nó có thể dễ dàng được sửa đổi để cải thiện hoặc thay đổi hiệu suất hệ thống
• có thể sử dụng các cảm biến giá rẻ giúp bạn giữ chi phí và độ phức tạp của toàn bộ hệ thống ở mức thấp
• Nó cung cấp giải pháp hiệu quả nhất cho các vấn đề phức tạp

Nhược điểm của hệ thống logic mờ

• Logic mờ không phải lúc nào cũng chính xác nên kết quả được cảm nhận dựa trên giả định nên có thể không được chấp nhận rộng rãi.
• Các hệ thống mờ không có khả năng học máy cũng như nhận dạng mẫu mạng thần kinh
• Việc xác nhận và xác minh hệ thống dựa trên tri thức mờ cần được thử nghiệm rộng rãi bằng phần cứng
• Việc thiết lập các luật chính xác, mờ và các hàm thành viên là một nhiệm vụ khó khăn
• Một số logic thời gian mờ bị nhầm lẫn với lý thuyết xác suất và các thuật ngữ

Tổng kết

• Thuật ngữ mờ có nghĩa là những điều không rõ ràng hoặc mơ hồ
• Thuật ngữ logic mờ được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1965 bởi Lotfi Zadeh, giáo sư của UC Berkeley ở California.
• Logic mờ là một kỹ thuật học máy linh hoạt và dễ thực hiện
• Logic mờ không nên được sử dụng khi bạn có thể sử dụng lẽ thường
• Kiến trúc Logic mờ có bốn phần chính 1) Rule Basse 2) Fuzzification 3) Inference Engine 4) Defuzzification
• Logic mờ lấy mức độ chân lý làm cơ sở toán học trên mô hình mơ hồ trong khi xác suất là mô hình toán học của sự thiếu hiểu biết
• Tập sắc nét có ranh giới chặt chẽ T hoặc F trong khi tập ranh giới mờ có mức độ thành viên
• Tập cổ điển được sử dụng rộng rãi trong thiết kế hệ thống số trong khi tập mờ chỉ được sử dụng trong bộ điều khiển mờ
• Hộp số tự động, Quản lý thể lực, Hệ thống chẩn đoán Golf, Máy rửa chén, Máy photocopy là một số lĩnh vực ứng dụng của Logic mờ
• Logic mờ trong Điện toán mềm giúp bạn điều khiển máy móc và sản phẩm tiêu dùng