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人工知能とファジー理論システム

ファジー理論

ファジィ論理システム(FLS)は、不完全、あいまい、ゆがんだ、または不正確な(ファジィ)入力に応答して許容可能だが明確な出力を生成します。

ファジー論理とは?

ファジー論理(FL)は、人間の推論に似ている推論の方法です。 FLのアプローチは、人間の意思決定の方法を模倣し、デジタル値YESとNOとの間のすべての中間的な可能性を含みます。

コンピュータが理解できる従来の論理ブロックは、正確な入力を受け、人間のYESまたはNOに相当するTRUEまたはFALSEとして明確な出力を生成します。

ファジィ論理の発明者であるロッフィ・ザデー(Lotfi Zadeh)は、コンピュータとは異なり、人間の意思決定にはYESとNOの間の可能性の範囲が含まれていることが明示されています。

 そうだ
 可能性あり
 どちらともいえない
 起こりそうもない
 それはだめだ

ファジー論理は、入力の可能性のレベルで動作し、明確な出力を達成する。

ファジー理論の実装

  • これは、小型のマイクロコントローラから大規模なネットワーク化されたワークステーションベースの制御システムまで、さまざまなサイズと機能を備えたシステムに実装できます。

  • ハードウェア、ソフトウェア、またはその両方の組み合わせで実装できます。

ファジー論理は、商業的かつ実用的な目的に有効です。

  • 機械および消費者製品を制御することができます。
  • 正確な推論を与えないかもしれませんが、容​​認できる推論を可能性もあります。
  • ファジィ論理は、工学の不確実性に対処するのに役立ちます。

以下に示されているように4つの主要な部分を持っています

ファジィ化モジュール - それは、鮮明な数字であるシステム入力をファジィ集合に変換する。 入力信号を5段階に分割します。
 LP:xは大きい正
 MP:xは中間の正
 S :xは小
 MN:xは中間の負
 LN:xは大きい負
ナレッジベース - 専門家が提供するIF-THENルールを保存します。
推論エンジン - 入力とIF-THENルールについてファジィ推論を行うことによって、人間の推論プロセスをシミュレートします。
非曖昧化モジュール - 推論エンジンによって得られたファジィ集合を鮮明な値に変換する。

メンバーシップ関数

メンバーシップ関数を使用すると、言語学的な用語を定量化し、ファジー集合をグラフィカルに表現できます。会話Xのファジィ集合 Aのメンバーシップ関数は、μA:X→[0,1]と定義される。

ここで、 Xの各要素は0と1の間の値にマップされます。 メンバーシップ値またはメンバーシップ度と呼ばれます 。 それは、ファジー集合Aに対するXにおける要素のメンバーシップの程度を定量化する 。

  • x軸は会話の世界を表す。
  • y軸は、[0、1]間隔のメンバーシップ度を表す。

数値をあいまい化するために、複数のメンバーシップ関数を適用することができます。複雑な関数を使用しても出力の精度が向上しないため、単純なメンバーシップ関数が使用されます。

LP、MP、S、MN、メンバーシップ関数はすべて以下のようになります。

メンバーシップ関数

三角形のメンバーシップ関数の形状は、台形、シングルトン、ガウスなどのさまざまなメンバーシップ関数の形状の中で最も一般的な形です。

ここでは、5レベルのファジー化器への入力は、-10ボルトから+10ボルトまで変化する。 したがって、対応する出力も変化する。






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