مجموعه های فازی به دلیل انعطاف پذیری،
شبیه سازی استدلال انسان را در قالبی که روی رایانه های رقمی قابل اجراست، میسر می سازند. به عنوان مثال، نرم افزارهای تشخیص کلام باید در برابر تفاوت تلفظ واژه ها، توسط افرادی با لهجه های مختلف، انعطاف داشته باشند. این نکته در مورد خواندن متون دستنویس نیز صحت دارد.
رایانه هایی که بر مبنای منطق دو ارزشی ساخته شده اند، در تشخیص شباهت میان اندازه های متفاوت یک حرف نیز دچار مشکل میشوند، چه رسد به شناخت آشکال متنوع حروف در نوشته های مختلف.
از سوی دیگر آنچه استدلال انسان را از روشهای رایانه ای متمایز می کند، این حقیقت است که مقادیر عددی در تصمیم گیریهای انسان، بسیار کمتر از قیدها و صفات لغوی موثرند.
منطق فازی استفاده از "متغیرهای لغوی" را در الگوریتمها و برنامه ها ممکن می سازد. مثلا برنامه نویس می تواند صفات کمی نادقیقی چون "بسیار" یا "کم" را در برنامه رایانه ای به کار برد. چنینی امکانی، بویژه در کاربردهای هوش مصنوعی و برنامه های کنترل (تنظیم و نظارت بر) فرآیندها، از اهمیت خاصی برخوردار است. در هر دو این موارد، برنامه نویسیس باید با استفاده از قواعد "سرانگشتی" انجام شود. انجام این کار با استفاده از منطق فازی آسان است. حال آنکه بیان این قواعد با روابط دقیقی ریاضی مانند
معادلات دیفرانسیل (به دلیلی حجم فوق العاده زیاد آنها) کاری دشوار و گاه ناممکن است. به عنوان مثال، در صنایع
پتروشیمی، فرآیندهای پیچیده شیمیایی را نمی توان با معادلات دقیقی ریاضی بیان کرد و برای آنها برنامه های دقیق نوشت.
نخستین دستگاه فازی کنترل فرآیندهای صنعتی، در اوایل دهه 1970 میلادی، توسط دکتر ابراهیم ممدانی استاد ایرانی تبار داشنگاه کوین مری لندن ساخته شد.
پیشرفتهایی که از زمام تا کنون در زمینه خودکار سازی صنایع و دانش
هوش مصنوعی انجام شده است، تا حد زیادی مرهون اندیشه نوین دکتر عسکرزاده و ابداعات دکتر ممدانی بوده است.
در سال 1980 میلادی، شرکت دانمارکی اسمیت تنظیم کننده ای خودکار برای کوره های سیمان، به بازار عرضه کرد. این تنظیم کننده با یک ریزپردازنده فازی کار می کرد. هم اکنون شمار زیادی از کوره های سیمان در اروپا از این وسیله استفاده می کنند.
کوره سیمان محفظه ای است به ارتفاع 100 متر که حرکت دورانی دارد. درون کوره، سنگ آهک و گل رس در دمایی بین 1000 تا 1400 درجه سانتیگراد تشکیل واکنش می دهند و "کلینکر" تولید می کنند. واکنشهای شیمیایی درون کوره بسیار پیچیده اند و اندازه گیری کمیت مواد داخل آن بسیار دشوار است. اما یک متصدی (اپراتور) ماهر با استفاده از سی یا چهل قاعده سر انگشتی تجربی بخوبی از عهده نظارت کوره بر می آید.
تنظیم کننده اسمیت، قواعد سر انگشتی را در قالب دستورات فازی می پذیرد. بدین ترتیب، کاربر می تواند حتی بدون آشنایی با برنامه نویسی رایانه، مشخصات کوره های مختلف را به آن بدهد. نخست متغیرهای لغوی بالا، پایین، کافی، متوسط و نظایر آنها توسط منحنی هایی تعریف میشوند. آنگاه قواعد سر انگشتی ممکن است بدین صورت باشد: در صورت بالا بودن مقدار اکسیژن، و پایین بودن مقدار
آهک، از میزان سوخت ورودی به قدر کافی کاسته شود. در عمل، میزان کارآیی هر قاعده با بررسی میزان برقراری شرایط مختلف آن، تعیین می شود. آنگاه میانگین متوازن نتیجه اعمال تمامی قاعده ها، عمل نهایی را مشخص می کند.
ممکن است بگویید که قواعد سرانگشتی را می توان به صورت جز به جز در برنامه های رایانه ای وارد کرد و در قبال هر حالت، عملی را برای رایانه مشخص نمود. اما مشکل اینجاست که ایجاد چنین برنمامه ای بسیار دشوارتر از برنامه مبتنی بر منطق فازی است و حافظه عظیمی را اشغال می کند. به همین دلیل، پیاده سازی آن برای کوره های متفاوت، عملا ناممکن است. نظر خواهی از استفاده کنندگان تنظیم کننده اسمیت حاکی از افزایش کیفیت محصول و صرفه جویی در سوخت مصرفی بود.
در دو دهه اخیر در
آمریکا، انگلستان، فراانسه و ژاپن، بسیاری از دانشمندان، منطق فازی را در حل مسائل گوناگون مهندسی به کار گرفته اند. اما جالب است بدانید که ژاپنی ها همواره در این عرصه پیشتاز بوده اند. قطار زیرزمینی "سندای" نخستین قظاری است که بهطور خودکار و بر اساس منطق فازی هدایت می شود. ایمنی، راحتی، توقف دقیقی و مصرف حداقل انرژی در طراحی انجام شده نشان می دهند که این دستگاه بهتر از انسان از عهده هدایت قطار بر می آید.
یکیاز نخستین دستگاههای فازی، دستگاه تهویه مطبوع تولید کارخانه میتسوبیشی ژاپن بود.
همان طور که می دانید، ماشینهای سنتی غیر فازی تنها در دو حالت روشن و خاموش کار می کنند. مثلا دستگاههای تهویه مطبوع وقتی هوای اتاق بسیار گرم می شود روشن و هنگامی که بسیار سرد می شود، خاموش می شوند. اما تهویه مطبوع فازی با سرد شدن تدریجی هوای اتاق، تدریجا کندتر و با گرم شدن تدریجی آن، بتدریج تندتر کار می کند. بررسیها نشان می دهند که این امر علاوه بر تامین مطبوعترین دمای ممکن، در مصرف انرژی نیز حداقل بیست در صد صرفه جویی می کند.
ماشینهای لباسشویی و ظرفشویی فازی که اخیرا متداول شده اند، آبی را که لباسها یا ظروف کثیف در آن قرار دارند آزمایش می کنند و بر حسب میزان آلودگی آن، درجه و زمان شستشو را مشخص می کنند.
کاربرد منطق فازی در حل مسائل هوش مصنوعی در حال گسترش است. البته باید توجه داشت که مسائل بسیاری دارند که حل آنها جز با انجام محاسبات دقیق ریاضی و پردازش حجم زیادی از داده ها ممکن نیست. چنین به نظر می رسد که تلفیق منطق دو ارزشی و
منطق فازی، بتواند توان عملیاتی رایانه ها را به میزان چشمگیری افزایش دهد.
مباحث مرتبط
