چکیده
منطق فازی که در سال 1965 توسط دانشمند ایرانی، پروفسور لطفیزاده به جهان عرضه شد، در تقابل با منطق دوارزشی ارسطویی، ابهام را به عنوان بخشی از سیستم پذیرفته و بر مفاهیم مبهم و نامعیّن دلالت میکند. در شرایطی که ماشین قادر به درک مفاهیم کیفی ـ که به راحتی برای انسان قابل فهم است ـ نیست، منطق فازی شیوه تفکر انسان را به فناوری منتقل میکند. از منطق فازی در بسیاری از شاخههای علوم از جمله «مدیریت اطلاعات» استفاده میشود. در سال 1975، با انتشار مقالهای به زبان فرانسه در مورد جستجوی اطلاعات در شرایط فازی، این واژه به طور رسمی وارد ادبیات کتابداری و اطلاعرسانی شد. طبق اطلاعات ثبتشده در بانک اطلاعاتی LISA، بخش عمدهای از آنچه تاکنون در خصوص منطق فازی و مدیریت اطلاعات منتشر شده، بر ذخیره و بازیابی اطلاعات تمرکز داشته است. پس از آن، بیشترین کاربرد این مقوله به ترتیب در سازماندهی و فراهمآوری اطلاعات بوده است. اکنون برای تضمین امنیت شبکههای اطلاعاتی، از منطق فازی بهرهبرداری میشود. در برخی زمینهها مانند مستندسازی و مدیریت رکوردها نیز تاکنون پژوهشی با موضوع فازی به انجام نرسیده است. در سالهای اخیر، رویکرد عمده این بحث به سمت نظامهای خبره و هوش مصنوعی سوق یافته است. به نظر می‌رسد برای حل بسیاری از گره‌های موجود در حوزه مدیریت اطلاعات، میتوان از منطق فازی کمک گرفت.
کلیدواژهها: منطق فازی، مدیریت اطلاعات، ذخیره و بازیابی، سازماندهی، فراهمآوری، امنیت شبکهها، خدمات کاربران.
مقدمه
مفاهیم بسیاری پیرامون ما وجود دارد که آنها را در قالب عبارتهای مختلف در بیان مسائل روزانه خود به کار می‌بریم. وقتی میگوییم «هوا خوب است»، در واقع هیچ کمیّتی برای خوب بودن هوا نداریم تا آن را اندازه بگیریم و این خوب بودن کاملاً یک مفهوم کیفی است. در واقع، مغز انسان با در نظر گرفتن عوامل گوناگون و بر پایة تفکر استنتاجی، جملههایی را تعریف و ارزشگذاری میکند که الگوبندی آنها به زبان و فرمولهای ریاضی اگر ناممکن نباشد، کاری بسیار پیچیده خواهد بود.
«منطق فازی»[3] بر آن است بر این مفاهیم غیردقیق و کیفی دلالت کند. منطق یا تئوری فازی «یک نوع منطق است که روش های نتیجهگیری در مغز بشر را جایگزین میکند». (ویکی پدیا، 2006)
در جهان واقع نیز آدمی بسیاری از مفاهیم را به صورت فازی (به معنای غیردقیق و مبهم) درک میکند و بهکار میبندد. هرچند کلمات و مفاهیمی همچون «گرم، سرد، بلند، کوتاه، پیر، جوان» و نظایر آنها به عدد خاص و دقیقی اشاره ندارند، ذهن انسان با سرعت و انعطافپذیری شگفتآوری همه را میفهمد و در تصمیمها و نتیجه‌گیریهای خود، به شمار میآورد. این در حالی است که ماشین فقط اعداد را میفهمد و ماهیتاً دقیق است.
منطق کلاسیک یا ارسطویی، تنها دو حالت برای موقعیتهای مختلف قایل است: سیاه و سفید؛ آری و نه؛ روشن و تاریک؛ صفر و یک؛ درست و غلط، حال آنکه قایلان به تفکر فازی معتقدند ابهام در ماهیت علم است؛ یعنی همان‌طور که این ابهامها در ذهن بشر وجود داشته و بشر با درک و توجه به آنها در ذهن خود پدیدهها را تغییر و مدلسازی میکند، منطق فازی نیز سعی دارد مدلهایی ارائه دهد که ابهام را به عنوان بخشی از سیستم ارائه کند. قوانین علمی گذشته، مثل ریاضیات، فیزیک، و مکانیک نیوتونی، همه بر اساس همین منطق دو ارزشی استوار شدهاند، اما بدیهی است که ذهن ما کارهایش را با منطق دیگری انجام می‌دهد و تصمیمهایش را می‌گیرد. با کمک منطق فازی میتوان شیوه تفکر انسان را به فناوری منتقل کرد (فرخیان، 2006).
منطق فازی در سال 1965 توسط دانشمند ایرانی به نام لطف‌علیعسگرزاده که جامعه بینالملل به نام پروفسور لطفی زاده از ایشان یاد میکند، ارائه شد. وی پس از پایهگذاری تئوری «مجموعه فازی»، در زمینه کاربردهای این تئوری در حافظه مصنوعی، زبان شناسی، منطق، نظریه تصمیمها، نظریه کنترل، سیستمهای خبره و شبکههای اعصاب، تحقیقات گسترده‌ای نمود. در حال حاضر، تحقیقات پروفسور لطفی زاده در زمینه منطق فازینرم رایانه‌ای، محاسبات رایانه‌ای بر مبنای کلمات، نظریه رایانه‌ای ادراک و زبان طبیعی است.
وی در یک مقالة علمی کلاسیک که در سال 1965 به چاپ رسید، مفهوم «مجموعه فازی»، را که اساس نظریه تجزیه و تحلیل سیستمهای پیچیده است، معرفی نمود که در آن «زبان طبیعی» به جای متغیرهای عددی برای تشریح رفتار و عملکرد سیستمها به کار میرود. پس از معرفی مجموعه فازی، بیش از 15000 مقاله علمی توسط دانشمندان جهان درباره منطق فازی و کاربردهای گسترده آن در نشریه‌های علمی منتشر گردید و حدود 3000 درخواست ثبت اختراع در این زمینه در کشورهای مختلف جهان به عمل آمده است.
پس از آن لطفی زاده به پژوهشهای خود درزمینه مجموعه فازی ادامه داد تا آنکه در سال 1973، در یک مقاله کلاسیک دیگر با عنوان «شرحی بر دیدی نو در تجزیه و تحلیل سیستمهای پیچیده و فرایندهای تصمیم‌گیری» مفهوم استفاده از متغیرهای زبانی را در سیستمهای حافظه و کنترل مطرح کرد. اینمقاله اساس فناوری کنترل بر مبنای منطق فازی است که در آینده اثرهای عمیق در طراحی سیستمهای کنترل هوشیار خواهد داشت.گرچهمنطق فازی کاربردی بسیار وسیع‌تر از منطق متداول دارد، ولی پرفسور لطفیزاده معتقداست منطق فازی اکسیر و نوشدارو نیست. وی میگوید: «کارهای زیادی هست که انسان میتواند به آسانی انجام دهد، در حالی که رایانه‌ها و سیستمهای منطقی قادر به انجامآنها نیستند. (پروفسور لطفیزاده، 2006)
شکل زیر به خوبی میتواند مفهوم فازی را نشان دهد:
در این شکل، سرد بودن، گرم بودن، و داغ بودن، توابعی برای مقایسه درجه حرارت هستند و هر نقطهای روی این خطوط میتواند دارای یکی از سه ارزش بالا باشد. به عنوان مثال، برای یک درجه حرارت خاص که در شکل با یک خط نشان داده شده است، میتوان گفت «مقداری سرد است»، «اندکی گرم است»، یا «اصلاً داغ نیست». که هر سه این مفاهیم، نادقیق هستند.
از جمله مفاهیمی که از دل منطق یا تفکر فازی بیرون آمده، نظریه مجموعههای فازی[4] است. با بسط این نظریه می توان توضیحات دقیقتری در خصوص منطق فازی ارائه کرد. مجموعهای از اعداد را در نظر میگیریم. مثلاً «مجموعه اعداد بزرگتر از 3 بر روی تاس». یعنی:
{6 ،5 ،4}A:
در این مجموعه عدد 4 هست، ولی عدد 3 نیست. حال «مجموعه اعداد بزرگ بر روی یک تاس» را در نظر میگیریم. عدد 4 در این مجموعه هست؟ در حقیقت، نمیتوان با قاطعیت وجود یا نبودِ وجود 4 را در این مجموعه پذیرفت. چنین مجموعهای یک مجموعه فازی است.
چنانکه قبلاً گفته شد، در منطق کلاسیک یا دو ارزشی، اشیا در یک مجموعه دو حالت می پذیرند: تعلق و عدم تعلق، یا به زبان ریاضی صفر و یک. اما در منطق فازی، درجه عضویت هر شیء میتواند عددی بین صفر و یک را بپذیرد. به عنوان مثال، اگر قد علی 185 سانتیمتر باشد و بخواهیم ببینیم علی بلند قد است یا نه، در منطق ارسطویی دو حالت داریم: یا علی «بلند است» یا «بلند نیست». اما در منطق فازی، قد علی ممکن است «تا حدودی بلند» باشد. در این منطق، به قد علی عددی بین صفر و یک نسبت می دهیم. مثلاً میگوییم او به اندازه 8/. متعلق به بلندقدهاست. اما اگر قد وی 200 سانتیمتر باشد، او را کاملاً بلند قد میدانیم و می گوییم: او به اندازه 1 متعلق به بلند قدهاست.
بر همین اساس، یک انسان در نور کافی قادر به درک میلیونها رنگ است، ولی یک روبات چگونه میتواند این تعداد رنگ را تشخیص دهد؟ حال اگر بخواهیم روباتی طراحی کنیم که بتواند رنگها را تشخیص دهد، از منطق فازی کمک میگیریم و با اختصاص اعدادی به هر رنگ، آن را برای روبات طراحیشده، تعریف میکنیم (هادی، 1384).ادامه مطلب...
