Використання нечітких множин в експертних системах

1. Використання нечітких
множин в експертних
системах
Яцюк С.О.
ЕСМ-506

2. Лотфі Заде -засновник
теорії нечітких множин
• Робота Лотфі Заде "Fuzzy Sets",
що з'явилася в 1965 році в
журналі "Information and Control",
заклала основи моделювання
інтелектуальної діяльності
людини і з'явилася початковим
поштовхом до розвитку нової
математичної теорії. Він же дав і
назву для нової області науки -
"fuzzy logic"(fuzzy - нечіткий,
розмитий, м'який).

3. Третій період теорії
нечіткої логіки
• До 90-го року з'явилося близько 40 патентів, що
відносяться до нечіткої логіки (30 - японських). Сорок
вісім японських компаній утворили спільну
лабораторію LIFE (Laboratory for International Fuzzy
Engineering), японський уряд фінансував 5-річну
програму по нечіткій логіці, що включає 19 різних
проектів - від систем оцінки глобального забруднення
атмосфери і передбачення землетрусів до АСУ
заводських цехів і складів.

4. Різниця чітких та
нечітких множин
• Нечітка підмножина відрізняється від звичайної тім,
що для елементів x з E немає однозначної відповіді
"ні" відносно властивості R. У зв'язку з цим, нечітка
підмножина A універсальної множини E визначається
як множина впорядкованої пари A = {mA(х)/х},
де mA(х) - характеристична функція приналежності
(або просто функція приналежності), що приймає
значення в деякій впорядкованій множині M
(наприклад, M = [0,1]).

5. Загальна структура нечіткого
мікроконтролера

6. Fuzzy logic toolbox - вбудована в Matlab сукупність
функцій, що містить набір засобів, які дозволяють:
• створювати і редагувати нечіткі системи всередині
середовища Matlab;
• вбудовувати нечітку підсистему в SimuLink (поставляється
з Matlab) при моделюванні загальної системи;
• побудувати нечітку систему в Matlab у вигляді процедури,
що викликається з програми, яка написана на мові Сі.

7. Категорії інструментальних засобів
програмування нечітких систем
функції командного рядка (command line
functions);
• графічний інтерактивний
інтерфейс;
використання вбудованих блоків
SimuLink.

8. Відмінні переваги fuzzy-систем у
порівнянні з іншими
можливість оперувати вхідними даними, заданими нечітко: наприклад, що
безупинно змінюються в часі значення (динамічні задачі), значення, що
неможливо задати однозначно (результати статистичних опитувань, рекламні
компанії і т.д.);
• можливість нечіткої формалізації критеріїв оцінки і порівняння:
оперування критеріями "більшість", "можливе", переважно" і т.д.;
можливість проведення якісних оцінок як вхідних даних, так і виведених
результатів: ви оперуєте не тільки власне значеннями даних, але їхнім
ступенем вірогідності (не плутати з імовірністю!) і її розподілом;
• можливість проведення швидкого моделювання складних динамічних
систем і їхній порівняльний аналіз із заданим ступенем точності:
оперуючи принципами поведінки системи, описаними fuzzy-
методами, ви по-перше, не витрачаєте багато часу на з'ясування
точних значень змінних і складання рівнянь, що їх описують, по-
друге, можете оцінити різні варіанти вихідних значень.

9. CubiCalc 2.0 RTC
• CubiCalc 2.0 RTC - одна з найбільш могутніх комерційних
експертних систем на основі нечіткої логіки, що дозволяє
створювати власні прикладні експертні системи ;
• Ефективність застосування CubiCalc в даних завданнях така
, що відома організація КОКОМ ( США ) , який свого часу
стежила за тим , щоб нові американські технології в
комп'ютерно - програмної області не підвищували чужий
військово - промисловий потенціал , накладала дуже жорсткі
обмеження на поширення цього пакета

10. RuleMake
• RuleMaker - програма автоматичного витягу нечітких
правил із вхідних даних . Rule Maker - додаток до пакету
Cubi Calc. Його призначення - обробка масивів даних,
виділення в масивах груп даних за деякими ознаками
(кластеризація), виявлення зв'язків між виділеними
групами (побудова правил). Оскільки межі задаються
нечітко, можливі альтернативні висновки із зазначенням
ступеня їх достовірності, тобто оперування критеріями
"краще-гірше", "можливо" і т.д.

11. FuziCalc
• Програмний пакет FuziCalc відноситься до добре відомого
класу програм - електронних таблиць - і призначений для
зберігання даних і їх обробки, а також для виконання
простих розрахунків і оцінок. Заснований на
нетрадиційних принципах (багатозначною логікою) і
орієнтований на широке коло користувачів, не досвідчених
в сучасній математиці і програмуванні, пакет абсолютно
унікальний, тому що дозволяє працювати з нечітко
визначеними даними дуже просто, як зі звичайними
числами.
перша в світі електронна таблиця,
що дозволяє працювати як з
точними числовими значеннями,
так і з приблизними, «нечіткими»
величинами.

12. OWL-пакет
єдиний пакет по нечіткій логіці і нейронних
мереж, що поставляється з повним
комплектом вихідних текстів. Пакет містить
19 найбільш відомих нейромережевих
парадигм і парадигму нечіткої логіки.

13. Hyper Logic
• Серед лідерів нового ринку виділяється американська
компанія Hyper Logic, заснована в 1987 році Фредом
Уоткинсом (Fred Watkins). Спочатку компанія
спеціалізувалася на нейронних мережах, однак незабаром
цілком сконцентрувалася на нечіткій логіці. Недавно вийшла
на ринок друга версія пакета CubiCalc фірми HyperLogic, яка
є однієї з найбільш могутніх експертних систем на основі
нечіткої логіки. Пакет містить інтерактивну оболонку для
розробки нечітких експертних систем і систем керування, а
також run-time модуль, що дозволяє оформляти створені
користувачем системи у виді окремих програм.

14. • Сьогодні елементи нечіткої логіки
можна знайти в десятках промислових
виробів - від систем керування
електропоїздами і бойовими
вертольотами до пилососів і пральних
машин.