یکی از مواردی که امروزه در حل بسیاری از مسائل مربوط به تصمیم‌گیری نقش بسیار مهمی ایفا می‌کند، منطق فازی است. منطق فازی (Fuzzy) در اغلب مواقع می‌توان بر اساس ورودی‌ها بهترین تصمیم را تولید کند زیرا این منطق بر اساس تصمیم‌گیری‌های انسانی پایه‌ریزی شده است. در واقع منطق فازی به نوعی مدل توسعه یافته منطق ارسطویی یا منطق بولی است. اعداد فازی، محاسبات فازی و روش‌های آماری فازی مانند خوشه‌بندی فازی از مواردی هستند که بر مبنای این این منطق ایجاد شده‌اند. در پاسخ به این سوال که منطق فازی چیست باید گفت که این منطق در دنیای امروز باعث شده که دستگاه‌ها و کامپیوترهای تولید شده عملکرد به مراتب بهتری از خود نشان دهند. با این مطلب از بلاگ کندو همراه باشید.
منطق فازی چیست؟
در منطق فازی چیست باید گفت که اصطلاح فازی (Fuzzy) به معنای گنگ و نامشخص است. بسیاری از ما در زندگی عادی خود با موقعیت‌هایی روبرو می‌شویم که نمی‌دانیم در این شرایط کدام تصمیم درست یا نادرست است و به اصطلاح در این شرایط عملکرد صحیح از چشمان ما مخفی شده است. اما در این شرایط منطق فازی با ارائه یک پیشنهاد منعطف و ارزشمند پا به میدان می‌گذارد. بر اساس منطق فازی می‌توان برای هر موقعیتی یک عدم قطعیت تعیین کرد؛ به همین دلیل به منطق فازی، منطق مشکک نیز گفته می‌شود زیرا نتایج آن بر اساس شک و تردید ایجاد شده است.
در پاسخ به این سوال که منطق فازیی چیست باید گفت که مفهوم و مطالعه در مورد این منطق از سال 1920 آغاز و اولین باز توسط پروفسور لطفی عسگرزاده در سال 1965 در دانشگاه برکلی مطرح شد. پروفسور عسگرزاده بر اساس منطقیی که در دستگاه‌های دیجیتال به کار گرفته شده به این نتیجه رسید که این دستگاه‌ها نمی‌توانند تفکرات و ایده‌های ذهن انسان را شبیه‌سازی کنند؛ در واقع دستگاه‌های دیجیتال نمی‌توانند مانند انسان فکر کنند زیرا منطق آن ها برای هر شرایط فقط دو وضعیت درست (True) و غلط (False) را در نظر می‌گیرد. در نقطه مقابل تفکر انسان به این شکل نبوده و می‌تواند درجاتی از درستی یا نادرستی را برای یک شرایط در نظر بگیرد.
برای درک بهتر این موضوع که منطق فازی چیست می‌توانید دو وضعیت سیاه و سفید را تصور کنید؛ طیف رنگ‌های خاکستری که از یک طرف به رنگ سفید و از طرف دیگر به رنگ سیاه محدود می‌شود، نشان دهنده منطق فازی در انسان است که می‌تواند بین دو حالت درست و غلط، حالت‌های مختلف را در نظر بگیرد. همین امر باعث شده که از منطق فازی در حوزه‌های فناوری عصر حاضر مانند هوش مصنوعی (AI) و نظریه کنترل (Control Theory) استفاده شود. در صورتی که از منطق فازی در این زمینه‌ها استفاده شود، کامپیوترها می‌توانند محاسبات و تصمیم‌سازی خود را مبتنی بر اساس داده‌های غیرقطعی و غیرصریح انجام دهند.
کسانی که به دنبال دانش عمومی یا شرکت در دوره دیتاساینس و هوش مصنوعی هستند، باید با سیستم های منطق فازی آشنایی داشته باشند.
خصوصیات منطق فازی چیست؟
در ادامه مبحث منطق فازی چیست باید گفت که بیش از 50 سال از ابداع پروفسور عسگرزاده در منطق فازی گذشته و در این مدت مقالات متعددی در این زمینه و تحت نظارت ایشان منتشر شده است که به بررسی جنبه‌های مختلف این منطق و محاسبات بر مبنای اعداد فازی پرداخته است. بر اساس این مقالات منطق فازی دارای یک سری خصوصیات است که شامل موارد زیر می‌شود:
- امکان پیاده‌سازی ساده و انعطاف‌پذیر الگوریتم‌‌ها در روش‌های یادگیری ماشین
- امکان شبیه‌ساز طرز تفکر و منطق انسانی
- امکان ارائه دو راه حل یا پاسخ برای یک مسئله
- امکان استفاده برای حل مسائل با پاسخ تقریبی
- دارای نگاه فرایندی به استنتاج با استفاده از قیدها و شرط‌های منعطف
- امکان ایجاد توابع غیرخطی دارای پیچیدگی‌های دلخواه
- وابستگی شدید ایجاد مدل‌های منطق فازی به نظر محقق
چه مواقعی نباید از منطق فازی استفاده کرد؟
در خصوص منطق فازی چیست باید به این موضوع اشاره کرد که نمی‌توان این منطق را راه حلی جامع برای همه مسائل در نظر گرفت. به همین دلیل باید از این موضوع آگاهی داشت که چه زمانی نمی‌توان و نباید از این منطق برای مسائل استفاده کرد. از مهم‌ترین مواقعی که نباید از منطق فازی استفاده کنیم می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- در صورت مناسب نبودن داده‌ها و فضای نتایج برای منطق فازی
- در صورت استفاده از حواس پنجگانه
- در صورتی که روش‌های کنترل و تصمیم‌گیری بدون منطق فازی عملکرد خوبی دارند
ساختار منطق فازی چیست؟
در ادامه بحث منطق فازی چیست باید به این موضوع اشاره کرد که این منطق از چهار بخش اصلی تشکیل شده است که شامل موارد زیر می‌شود:
- قوانین پایه: شامل همه قاعده‌ها و شرایطی می‌شود که به صورت اگر … آنگاه توسط یک متخصص در این زمینه به منظور کنترل تصمیمات یک سیستم تصمیم‌گیری (Decision-making System) مشخص شده است. در منطق فازی روش‌های جدید ایجاد شده است که امکان تنظیم و کاهش قواعد و قوانین را فراهم می‌کند تا با کمترین قوانین بتوان به بهترین نتیجه دست پیدا کرد.
- فازی‌سازی: در این مرحله از منطق فازی، ورودی‌ها تبدیل به اطلاعات فازی می‌شوند. در واقع در این مرحله، اعداد و ارقام و اطلاعاتی که نیاز به پردازش دارند، به مجموعه‌ها و اعداد فازی تبدیل می‌شوند. داده‌های ورودی در این مرحله تغییر پیدا کرده و به منظور پردازش بر مبنای منطق فازی آماده می‌شوند.
- موتور استنتاج یا هوش: این مرحله مربوط به میزان انطباق ورودی‌های حاصل از فازی‌سازی با قوانین پایه است. میزان انطباق در این مرحله بر حسب درصد بیان می‌شود و بر اساس آن تصمیمات مختلفی به عنوان نتیجه حاصل از موتور استنتاج تولید خواهد شد.
- برگرداندن از فازی: آخرین مرحله از منطق فازی است که در آن نتایج حاصل از استنتاج فازی که به صورت مجموعه‌های فازی هستند، تبدیل به داده‌ها و اطلاعات کمی می‌شوند. در این مرحله می‌توان با توجه به خروجی‌ها که تصمیمات مختلف با درصد انطباق متفاوت هستند، تصمیم‌گیری کرده و بهترین انتخاب را انجام داد. معمولا در این شرایط انتخاب بر مبنای بیشترین میزان انطباق خواهد بود.
لاجیک فازی، می‌تواند به عنوان بخشی از کاربردهای ریاضی برای علم داده در نظر گرفته شود. بنابراین برای یادگیری آن، به دانش عمومی و اولیه ریاضی هم نیاز دارید.
مزایا و معایب منطق فازی چیست؟
همانطور که در بخش منطق فازی چیست اشاره شد، این منطق می‌توان استدلال ساده‌ای مشابه با استدلال انسان ارائه کند. از مهم‌ترین مزایای استفاده از این منطق می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- آسان و قابل درک بودن ساختار سیستم‌های منطق فازی
- امکان استفاده از منطق فازی به صورت گسترده برای اهداف تجاری و عملی
- کمک به کنار آمدن با عدم اطمینان در مهندسی داده
- فراهم کردن امکان کنترل ماشین‌آلات و محصولات مصرفی
- منطق مستحکم و بدون نیاز به ورودی دقیق
- امکان برنامه‌ریزی متناسب با شرایط در صورت متوقف شدن سنسور بازخورد
- امکان اصلاح آن به منظور بهبود یا تغییر عملکرد سیستم
- امکان استفاده از سنسورهای ارزان قیمت به منظور پایین نگه داشتن هزینه و پیچیدگی کلی سیستم
در پاسخ به این سوال که معایب منطق فازی چیست می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- همیشه دقیق نبودن منطق فازی یکی از معایب آن است زیرا نتایج بر اساس فرضیات درک شده و امکان دارد به طور کلی پذیرفته نشوند
- این منطق توانایی تشخیص الگوریتم‌های یادگیری ماشین را به خوبی الگوهای نوع شبکه عصبی ندارد
- در صوت استفاده از دانش فازی برای اعتبارسنجی و تأیید یک سیستم به آزمایشات گسترده با سخت‌افزار نیاز است.
- با استفاده از این منطق تنظم دقیق، قوانین مبهم و توابع عضویت یک کار دشوار به حساب می‌آید
سخن آخر
منطق فازی را می‌توان نزدیک‌ترین منطق به تفکرات و استدلال انسان دانست که بر خلاف منطق دیجیتال به دو گزینه درست یا غلط محدود نمی‌شود و می‌تواند مجموعه‌ای از حالت‌ها را بین این دو گزینه در نظر بگیرد. همین امر باعث شده که امروزه از این منطق به صورت گسترده در علوم کامپیوتر به ویژه هوش مصنوعی استفاده شود تا کامپیوترها و سیستم‌ها بتوانند عملکرد بهتری از خود به نمایش گذارند. در پاسخ به این سوال که منطق فازی چیست باید گفت منطقی است که در شرایط قرار گرفتن بین دوراهی درست یا غلط، با یک پیشنهاد منعطف شرایط را تغییر می‌دهد.
آموزشگاه کندو به شما کمک می‌کند تا با یادگیری مباحث اولیه و تکمیلی دیتاساینس، برای ورود به حوزه هوش مصنوعی و ai آماده شوید.
سوالات متداول
ساختار منطق فازی چیست؟
سیستم‌های منطق فازی بر مبنای یک فرایند چهار مرحله‌‌ای، شامل قوانین پایه، فازی سازی، موتور استنتاج فازی (هوش) و برگرداندن از فازی عمل می‌کنند.
تفاوت منطق دیجیتال و فازی چیست؟
منطق دیجیتال در هر شرایط تنها دو وضعیت درست و غلط را در نظر می‌گیرد اما منطق فازی درجات مختلفی از درست و غلط بودن را بین این دو گذاره ارائه می‌دهد
در چه شرایطی نمی‌توان از منطق فازی استفاده کرد؟
در صورت مناسب نبون داده‌ها و فضای نتایج برای منطق فازی، استفاده از حواس پنجگانه و زمانی که روش‌های کنترل و تصمیم‌گیری بدون منطق فازی عملکرد خوبی دارند
