Codul proiectului: POCU/73/6/6/108182

Titlul proiectului: „ProForm - PROfesionalizarea cadrelor didactice prin FORMare continuă”

2 alb2 alb1 negru     Beneficiar  /        Partener 1/         Partener 2: Asociaţia Societatea Naţională Spiru Haret pentru Educaţie, Ştiinţă şi Cultură

Numele și prenumele expertului: Albeanu Grigore

Poziția în cadrul proiectului: Expert programe formare profesională

Nr. și tipul contractului 229/01.05.2018/ CIM

Categorie expert: Expert termen lung

Inteligență computațională – calcul nuanțat

            Expresia „inteligență computațională” se utilizează pentru a cuprinde anumite mecanisme computaționale din domeniul inteligenței artificiale: calcul nuanțat (sisteme fuzzy), calcul evolutiv (algoritmi genetici, programare genetică), calcul neuronal (folosind rețele neuronale artificiale) etc.

            În cele ce urmează descriem un model care extinde raționamentul binar aplicat mulțimilor și logicii clasice. Se obțin expresiile care se referă la mulțimi fuzzy, respectiv logică fuzzy.

 

            Funcția de apartenență utilizată în teoria clasică a mulțimilor se extinde de la codomeniul {0, 1} la intervalul [0, 1] care conține grade de apartenență. Mulțimea valorilor de adevăr {0 – fals, 1 – adevărat} se extinde la intervalul [0, 1] care conține grade de validitate a unei afirmații. Aceste extinderi au fost propuse de L. Zadeh [1]. Metode computaționale nuanțate pentru a rezolva diverse probleme concrete se află în [2].

            Prezentăm, mai departe, câteva elemente de calcul nuanțat ce pot fi folosite la cercurile de elevi sau centrele de excelență.

            O mulţime fuzzy A poate fi definită ca o mulţime de perechi (x, fA(x)), în care x in U, iar fA(x) este funcţia de apartenenţă, fA : U -> [0, 1]. De exemplu [3], Mulţimea fuzzy a numerelor naturale "nu  prea  mari"  poate fi definită ca mulţimea A a  perechilor {(1,1),  (2,1),  (3,1),  (4,0.9),  (5,0.8),  (6,0.7), (7,0.6), (8,0.5), (9,0.3), (10,0.1), (11,0),(12,0),...}.Mulţimea  universală  în  acest  caz  este  mulţimea  numerelor  naturale,  iar funcţia de apartenenţă este definită, evident, subiectiv

Utilizând funcţia de apartenenţă, operaţiile de determinare a complementarei unei mulţimi fuzzy A, a reuniunii şi a intersecţiei a două mulţimi fuzzy A şi Bsunt definite astfel:

Complementara unei mulţimi fuzzy A se numeşte mulţimea fuzzy Ā cu funcţia de apartenenţăfĀ(x)= 1-fA(x);

Reuniunea a două mulţimi fuzzy A şi B numim mulţimea fuzzy AÈB cu funcţia de apartenenţă fAUB(x) = max[fA(x), fB(x)];

Intersecţia a două mulţimi fuzzy A şi B numim mulţimea fuzzy AÇB cu funcţia de apartenenţa fAÇB(x) =min[fA(x), fB(x)];

Există şi alte definiţii ale ultimelor două operaţii.

Funcțiile de apartenență pot fi de tip triunghiular, trapezoidal, gaussian etc. Acestea, în general sunt stabilite de experți care cunosc domeniul pentru care se trece la raționamentul nuanțat in vederea unui proces decizional în condiții de imprecizie [5].

proform qar1 1

Zadeh a motivat următoarele caracteristici obligatorii ale logicii fuzzy [3]:

-          în  logica  fuzzy  raţionamentele  exacte  suntconsiderate   caz   particular   al raţionamentelor aproximative;

-          în logica fuzzy totul depinde de gradul de apartenenţă;

-          orice sistem logic poate fi fuzzyficat;

-          în logica fuzzy cunoştinţele sunt interpretate ca un set de restricţii flexibile (vagi) peste o mulţime de variabile;

-          procesul  de  elaborare  a  unei  concluzii  logice  este  considerat  un  proces  de extindere a restricţiilor flexibile.

Calcularea valorii de adevăr a unei reguli fuzzy se produce  conform  unor mecanisme,  legate  de  domeniul  de cercetare,  mecanisme specifice  domeniului,  cunoştinţele  unor  experţi, intuiţie sau anumiţi factori obiectivi şi chiar subiectivi. Calculul nuanțat este utilizat în extinderea sistemelor expert pentru a permite raționamentul asupra unor cunoștințe formulate imprecis specificate prin variabile lingvistice sau numere fuzzy.

Un exemplu de utilizare a variabilelor lingvistice, în tehnică, este  prezentat în tabelul [4]:

proform qar1 2

            Bibliografie

1.       Zadeh, L. A. (1965). "Fuzzy sets". Information and Control. 8 (3): 338–353. doi:10.1016/S0019-9958(65)90241-X.

2.       Vaduva I., Albeanu G., Introducere în modelarea fuzzy, Editura Universității București, 2004.

3.       http://www.calc.fcim.utm.md/biblioteca/arhiva/Anul%20I/Semestru%20II/Matematici%20Speciale/Matematica%20Discreta.pdf

4.       ***, http://www.qdidactic.com/stiinta-tehnica/tehnica-mecanica/studiul-unor-posibilitati-de-control-prin-tehnici-fu453.php

5.       ***, http://www.scritub.com/tehnica-mecanica/Roboti-Industriali-Sisteme-de-45327.php