کنترل و پیش بینی وقایع و رویدادها همواره یکی از چالش‌های بزرگ در سیستم‌های هوشمند و علم هوش مصنوعی بوده و بشر مدام در تلاش است تا بتواند سیستمی طراحی کند که با استفاده از فناوری‌های حوزه هوش مصنوعی بتواند به صورت خودکار تصمیم گرفته و عمل کند. قلب ساخت و طراحی سیستم‌های کنترل خودکار، منطق فازی است. منطق فازی ابزاری قدرتمند برای کنترل و پیش بینی عملکرد واحدهای مختلف می‌باشد که در زمینه‌های مختلفی مثل صنعت، پزشکی و غیره به صورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. سیستم‌های فازی به علت داشتن انعطاف پذیری بالا در تصمیم گیری و حل مسائل مختلف از نظر منطق بسیار شبیه به انسان عمل می‌کنند. به همین خاطر در کنترل و پیش بینی در سیستم‌های هوشمند و در مواردی که نیاز به عکس‌العمل سریع و تصمیم گیری بهینه و منعطف است، می‌توان از منطق فازی استفاده کرد. در این مقاله قصد داریم بیشتر در مورد کاربرد سیستم‌های منطق فازی در کنترل سیستم‌های هوشمند بحث کنیم و بررسی کنیم که کنترل سیستم‌های هوشمند با استفاده از منطق فازی چگونه انجام می‌شود و در چه زمینه‌هایی از سیستم‌های کنترل هوشمند استفاده می‌شود. در ادامه با آرتیجنسهمراه باشید.

کنترل سیستم‌های هوشمند با منطق فازی:

منطق فازی بر پایه مجموعه فازی کار می‌کند به این معنی که برای توصیف وقایع و حل مسائلی که دارای مقادیر غیر دقیق هستند کاربرد دارد. برای فهم بهتر مسئله خانه هوشمندی را در نظر بگیرید که چراغ‌های آن قابلیت کنترل هوشمند را دارند و شما می‌توانید هر مقداری را بین حالت روشن و یا خاموش برای آن اعمال کنید. برای طراحی و کنترل چنین سیستم‌های هوشمندی که دارای ورودی‌های غیر دقیق هستند از منطق فازی استفاده می‌شود. به بیانی دیگر در کنترل سیستم‌های هوشمند با کمک منطق فازی می‌توان میزان عضویت در یک مجموعه را با عددی بین 0 و 1 بیان کرد. در این روش مجموعه‌ای از قوانین فازی توسط یک نیروی انسانی در اختیار سیستم قرار داده می‌شود و سیستم توسط سنسورها و دستگاه‌های دقیق ورودی‌ها را دریافت کرده و آنها را به صورت فازی درمی آورد، سپس با استفاده از قوانین فازی تصمیم می‌گیرد که چه عملکردی را برای خروجی تولید کند. مقدار خروجی نیز می‌تواند شامل مقادیر فازی و یا مقادیر محدود باشد.

پیش بینی با استفاده از منطق فازی:

امروزه بشر قدرت طراحی و ساخت سیستم‌های پیش بینی هوشمندی را دارد که می‌توانند شرایط آب و هوایی را پیش بینی کنند، رفتارهای مشتری را آنالیز کنند، خشکسالی‌ها را قبل از وقوع تشخیص دهند، بازارهای مالی را پیش بینی کنند و غیره. این نوع سیستم‌های هوشمندی که قدرت پیش بینی دارند هم به کمک منطق فازی طراحی شده‌اند. این نوع سیستم‌های پیشگو با استفاده از قوانین فازی و مدل سازی مجموعه‌های فازی اطلاعات مبهم و غیر دقیق را به صورت فازی توصیف می‌کنند و بر اساس آن پیش بینی می‌کنند. برای انجام پیش بینی در سیستم‌های هوشمند در مرحله اول باید ورودی‌ها به سیستم داده شود. ورودی‌ها می‌توانند ویژگی‌ها، شرایط و هر اطلاعاتی مورد نیاز برای پیش بینی باشد. در مرحله بعدی برای هر کدام از ورودی‌ها یک مجموعه فازی تعریف می‌شود این مجموعه‌های فازی شامل اعضا و توابع عضویت می‌شوند که مشخص می‌کنند هر ورودی چقدر وارد یک مجموعه فازی می‌شود. در قدم بعدی با استفاده از قوانین فازی تعریف و تنظیم شده توسط نیروی انسانی متخصصی در زمینه مسئله مورد نظر استنتاج انجام می‌شود و درجه عضویت ورودی‌ها در هر یک از قوانین سنجیده می‌شود. نهایت در مرحله آخر نتایج استنتاج فازی به خروجی تبدیل می‌شود که این مقدار می‌تواند مقادیر عددی محدود یا مجموعه فازی باشد.

مزایای استفاده از منطق فازی در کنترل و پیش بینی:

تا به این قسمت از مقاله کنترل و پیش بینی در سیستم‌های هوشمند دیدیم که چگونه این سیستم‌ها با استفاده از قوانین و مجموعه‌های منطق فازی کار می‌کنند. اما می‌خواهیم بررسی کنیم که استفاده از منطق فازی در این نوع سیستم‌ها چه مزیت هایی دارد. در ادامه به چند مورد از این مزیت‌ها اشاره کرده و در مورد هر کدام توضیح کوتاهی ارائه می‌دهیم.
قابلیت کنترل سیستم‌های پیچیده: سیستم‌هایی که با داده‌ها و وردی‌های غیر دقیق و مبهم سروکار دارند اغلب سیستم‌های پیچیده‌ای هستند که کار با آن‌ها برای بشر دشوار است. سیستم‌های کنترلی و پیش بینی هوشمند مبتنی بر منطق فازی یکی از بهترین گزینه‌ها برای کار با چنین سیستم‌هایی هستند.
مدیریت اطلاعات مبهم: بسیاری از داده و مسائل موجود در دنیای واقعی گنگ و غیر دقیق و دارای شفافیت ناکافی برای پردازش هستند. منطق فازی می‌تواند با استفاده از روش‌های مختص به خود این داده و اطلاعات را تبدیل به ورودی‌های قابل فهم برای پیش بینی کند.
تطبیق با دانش انسانی: قوانین فازی بر اساس دانش و تجربه نیروهای انسانی تعریف و تنظیم می‌شود، لذا می‌تواند این دانش را با قوانین موجود مورد استفاده قرار دارد و قدرت تفسیر و تحلیل و استنتاج سیستم را افزایش داد.
قابلیت تعامل و تطبیق: با استفاده از منطق فازی می‌تواند قوانین فازی را به راحتی تغییر داد و سیستم را با تغییرات محیطی و شرایط جدید تطبیق داد.

کاربردهای کنترل و پیش بینی در سیستم‌های هوشمند:

امروزه در بسیاری از زمینه‌ها از سیستم‌های هوشمند برای کنترل و پیش بینی به صورت گسترده استفاده می‌شود. در زندگی روزمره خود شاید بارها با سیستم‌های هوشمند از این دست که به کمک منطق فازی کار می‌کنند روبرو شده باشیم و اصلاً توجه نداشته باشیم که این سیستم‌های چگونه کار می‌کنند. در زیر به چند مورد از کاربردهای این نوع از سیستم‌ها اشاره می‌کنیم.
کنترل خانه هوشمند: یکی از شایع‌ترین مورد استفاده از سیستم‌های هوشمند کنترلی مبتنی در منطق فازی در خانه هوشمند است. شما با پیاده سازی این سیستم‌ها در منازل می‌توانید تمام عملکردهای خانه خود را هوشمند کنید. به صورت هوشمند امنیت خانه خود را تأمین کنید. مدیریت انرژی کنید، قسمت های مختلف خانه خود را کنترل کنید و بسیاری موارد دیگر.
سیستم‌های حمل و نقل هوشمند: با استفاده از این سیستم‌ها در خودرو ها و شبکه‌های کنترل ترافیک می‌توان زمان و مکان‌های ترافیکی را پیش بینی کرد و بروز تصادفات رانندگی را کاهش داد.
سیستم‌های مراقبتی هوشمند: امروزه در بیمارستان‌های هوشمند شاهد به‌کارگیری سیستم‌هایی هستیم که به کمک منطق فازی قادر هستند بیماری افراد را تشخیص دهد و هر گونه تغییرات لحظه‌ای در وضعیت بیمار را تشخیص و به منابع انسانی متخصص گزارش دهند. 

نتیجه گیری:

در این مقاله بررسی کردیم که سیستم‌های هوشمند چطور به کمک منطق فازی قادر به کنترل و پیش بینی وقایع مختلف هستند و دیدیم که امروزه بشر با به‌کارگیری این سیستم‌ها چگونه توانسته مرزهای پیشرفت را جا به جا کند. در عصر حاضر که همه چیز به سمت هوشمند شدن می‌رود نقش منطق فازی در این هوشمند سازی بسیار مهم است. شکی نیست که با پیشرفت در زمینه قوانین و روش‌های منطق فازی در آینده‌ای نه چندان دور بشر قادر خواهد بود همه چیز را به صورت هوشمند کنترل کند. و یا برخی وقایع را پیش از آنکه رخ دهد با دقت بالایی پیش بینی کند. سیستم‌های هوشمند پتانسیل بالایی در به کار گیری در زمینه‌های مختلفی را دارند که می‌تواند بشر را در انجام کارای سخت و دشوار یاری کند و سرعت انجام کارها را به شدت افزایش دهد.