…
…
…
پرفسور لطفی زاده کارهای پژوهشی خود را در رشته تئوری سیستم از دانشگاه کلمبیا آغاز نمود. در سال 1956، وی به عنوان دانشمند میهمان در انستیتوی مطالعات پیشرفته در دانشگاه پرینستون (نیوجرسی) مشغول تدریس و تحقیق بود. علاوه بر آن، پرفسور لطفی زاده مشاغل علمی افتخاری متعددی را احراز نموده است که میتوان به موارد زیر اشاره نمود: استاد میهمان در رشته مهندسی برق در دانشگاه MIT (1968)، دانشمند میهمان در آزمایشگاه تحقیقاتی شرکت ای ـ بی ـ ام IBM در کالیفرنیا (1977، 1973، 1968) و دانشمند میهمان در مرکز مطالعات زبان و اطلاعات در دانشگاه استانفورد کالیفرنیــا (1988ـ1987 ( در سال 1959،
پرفسور لطفی زاده کار تمام وقت خود را با سمت استادی در دانشکده مهندسی برق دانشگاه کالیفرنیا در برکلی شروع کرد. در فاصله سالهای 1968ـ1963، وی ریاست دانشکده مهندسی برق دانشگاه کالیفرنیا در برکلی را عهده دار بود. گرچه پرفسور لطفی زاده در سال 1991 رسما بازنشسته شد، ولی همچنان به فعالیتهای علمی خویش در دانشگاه کالیفرنیا ادامه میدهد. در حال حاضر پرفسور لطفی زاده به عنوان استاد ممتاز (Professor Emeritus) مهندسی برق، مدیریت مرکز نرم افزار کامپیوتری دانشگاه برکلی را عهده دار است. این مرکز بیش از 2000 نفر عضو دارد و یکصد موسسه علمی به آن وابسته اند. تا سال 1965، تحقیقات پرفسور لطفی زاده عمدتا در زمینه تئوری سیستم ها و تجزیه و تحلیل تئوری تصمیمات بود. در آن سال، وی نظریه مجموعه فازی Fuzzy Logic را پایه گذاری کرد و سپس در زمینه کاربردهای این نظریه در حافظه مصنوعی، زبان شناسی، منطق، نظریه تصمیمات، نظریه کنترل، سیستمهای خبره و شبکه های اعصاب به تحقیقات گسترده ای پرداخت. در حال حاضر تحقیقات پرفسور لطفی زاده در زمینه منطق فازی نرم کامپیوتری ( Fuzzy Logic Computer Norm ) بر مبنای کلمات، نظریه رایانه ای ادراک و زبان طبیعی است.
پرفسور لطفی زاده به عنوان کاشف و مبتکر منطق فازی شهرت جهانی دارد. وی طی یک مقاله 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 نشریات علمی منتشر گردیده و حدود 3000 درخواست ثبت اختراع در این زمینه در کشورهای مختلف جهان به عمل آمده است.
کاربردها:
از منطق فازی برای ساخت کنترل کننده های لوازم خانگی از قبیل ماشین رختشویی (برای تشخیص حداکثر ظرفیت ماشین، مقدار مواد شوینده، تنظیم چرخهای شوینده) و یخچال و کلیه وسایلی که نیاز به استدلال متغیر دارند، استفاده می شود. کاربرد اساسی آن تشخیص حوزه متغیرهای پیوسته است. برای مثال یک وسیله اندازه گیری دما برای جلوگیری از قفل شدن یک عایق ممکن است چندین عضو مجزا تابعی داشته باشد تا بتواند حوزه دماهایی را که نیاز به کنترل دارد به طور صحیح تعریف نماید. هر تابع، یک ارزش دمایی مشابه که حوزه آن بین 0 و 1 است را اختیار می کند. از این ارزشهای داده شده برای تعیین چگونگی کنترل یک عایق استفاده می شود.
برای درک اهمیت بیشتر این علم به مثالهای زیر توجه کنید :
یک انسان در نور کافی قادر به درک میلیونها رنگ میباشد. ولی یک روبوت چگونه میتواند این تعداد رنگ را تشخیص دهد؟ حال اگر بخواهیم روباتی طراحی کنیم که قادر به تشخیص رنگها باشد از منطق فازی کمک میگیریم و با اختصاص اعدادی به هر رنگ آن را برای روبوت طراحی شده تعریف میکنیم.
از کاربردهای دیگر منطق فازی میتوان به کاربرد این علم در صنعت اتومبیل سازی (در طراحی سیستم ترمز ABS و کنترل موتور برای بدست آوردن بالاترین راندمان قدرت)، در طراحی بعضی از ریزپردازنده ها و طراحی دوربینهای دیجیتال، موبایل و بسیاری موارد دیگر اشاره کرد. منطق فازی بویژه درصنعت کاربردهای فراوان پیداکرده است. کنترل ، شبکه های عصبی، کامپیوتر، منطق ، تحقیق درعملیات ، شبیه سازی ، ریاضیات ، آمار،شیمی ،محاسبات نرم ، هوش مصنوعی ، تجزیه و تحلیل داده ها، کشاورزی ، و چندین و چند زمینه دیگر. البته فازی فراتر از این پیش رفته و در علوم انسانی و علوم اجتماعی و حتی درعلوم دینی نیز کاربردهایی را پیداکرده است .
پروفسور لطفی زاده که برای انجام چند سخنرانی به دعوت رئیس دانشگاه صنعتی دانشگاه برلین به آلمان سفر کرده بود در جواب خبرنگاری که از کاربرد منطق فازی در تکنیک امروزی پرسیده بود اینطور جواب داد : 'اتفاقأ این حساسیتی که در میکروفن شما بکار گرفته شده تا صدای موضعی را تشخیص دهد و صدای محیط پیرامون را منعکس نکند، نظام منطق فازی را در خود مستتر دارد.'
مدتها بود که پروفسور لطفی زاده با نظریه سیستمها سروکار داشت و ملاحظه می کردکه هرچه پیچیدگی یک سیستم بیشتر شود، حل و فصل آن بوسیله ریاضیات رایج مشکل تر است و لذا به ریاضیات دیگری برای حل این مشکل نیاز است. این ریاضیات باید بتواند ابهام موجود در پیچیدگی یک سیستم را مدل سازی کند و با محاسبات خود آن را تحت کنترل و نظارت درآورد و رفتار آن راپیشگویی کند و بالاخره درسال 1965 به این موفقیت دست یافت .
پرفسور لطفی زاده کار تمام وقت خود را با سمت استادی در دانشکده مهندسی برق دانشگاه کالیفرنیا در برکلی شروع کرد. در فاصله سالهای 1968ـ1963، وی ریاست دانشکده مهندسی برق دانشگاه کالیفرنیا در برکلی را عهده دار بود. گرچه پرفسور لطفی زاده در سال 1991 رسما بازنشسته شد، ولی همچنان به فعالیتهای علمی خویش در دانشگاه کالیفرنیا ادامه میدهد. در حال حاضر پرفسور لطفی زاده به عنوان استاد ممتاز (Professor Emeritus) مهندسی برق، مدیریت مرکز نرم افزار کامپیوتری دانشگاه برکلی را عهده دار است. این مرکز بیش از 2000 نفر عضو دارد و یکصد موسسه علمی به آن وابسته اند. تا سال 1965، تحقیقات پرفسور لطفی زاده عمدتا در زمینه تئوری سیستم ها و تجزیه و تحلیل تئوری تصمیمات بود. در آن سال، وی نظریه مجموعه فازی Fuzzy Logic را پایه گذاری کرد و سپس در زمینه کاربردهای این نظریه در حافظه مصنوعی، زبان شناسی، منطق، نظریه تصمیمات، نظریه کنترل، سیستمهای خبره و شبکه های اعصاب به تحقیقات گسترده ای پرداخت. در حال حاضر تحقیقات پرفسور لطفی زاده در زمینه منطق فازی نرم کامپیوتری ( Fuzzy Logic Computer Norm ) بر مبنای کلمات، نظریه رایانه ای ادراک و زبان طبیعی است.
پرفسور لطفی زاده به عنوان کاشف و مبتکر منطق فازی شهرت جهانی دارد. وی طی یک مقاله 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 نشریات علمی منتشر گردیده و حدود 3000 درخواست ثبت اختراع در این زمینه در کشورهای مختلف جهان به عمل آمده است.
در سال مالی 1992 ـ 1991، کمپانی 'ماتسوشیتا'ی(Matsushta) ژاپن به تنهایی توانست تجهیزات و سیستمهای الکتریکی و الکترونیکی به ارزش یک میلیارد دلار به فروش برساند که در آنها از منطق فازی استفاده میشود. در حال حاضر 12 ژورنال علمی در دنیا چاپ میشوند که در عناوین آنها کلمه 'فازی' دیده میشود. تنها در کشور ژاپن بیش از 2000 مهندس و دانشمند در رشته منطق فازی به تحقیقات علمی و صنعتی مشغول هستند. پرفسور لطفی زاده عضو ارشد (Fellow) انستیتوی مهندسی برق و الکترونیک آمریکا، عضو ارشد بنیاد گوگن هایم (Guggenheim) ، عضو ارشد آکادمی ملی مهندسی آمریکا، عضو ارشد کنگره جهانی Cybernetics ، عضو آکادمی علوم روسیه، عضو افتخاری انجمن مطالعات فرمانشناسى اتریش ( Cybernetics ) ، عضو ارشد اتحادیه بین المللی سیـستم های فـازی و عضـو ارشد چندیـــن انـجـمـن و موـسـه عــلمــی دیـگـر است.
پرفسور لطفی زاده موفق به دریافت 9 مدال علمی گردیده است که از این تعداد پنج مدال به مناسبتهای گوناگون توسط انستیتوی مهندسی برق و الکترونیک آمریکا و چهار مدال دیگر توسط انستیتوی مهندسی مکانیک آمریکا، انجمن علوم مهندسی آمریکا، آکادمی علوم جمهوری چک و انجمن بین المللی سیستمهای هوشیار به وی اهدا شده است. به علاوه پرفسور لطفی زاده 14 جایزه علمی دریافت نموده که از آن جمله میتوان به جایزه اهدایی بنیاد معروف هوندای ژاپن اشاره نمود.
دانشگاههای متعدد جهان به شرح زیر با اهدای درجه دکتری افتخاری به پرفسور لطفی زاده از خدمات علمی وی و بویژه به خاطر ابداع منطق فازی که علوم و مهندسی کامپیوتر و نظریه سیستم ها را دگرگون کرده است، اظهار قدرشناسی نموده اند.
دانشگاه تولوز (فرانسه)، دانشگاه ایالتی نیویورک، دانشگاه دورتموند Dortmund))آلمان، دانشگاه اوویدو اسپانیا، دانشگاه گرانادا Granada) )اسپانیا، دانشگاه لیک هد (Leak head) کانادا ، دانشگاه لویزویل (Louisville) آمریکا، دانشگاه باکو (جمهوری آذربایجان)، دانشگاه گلیوی (Gliwice) لهستان، دانشگاه اوستراوا (Ostrava) جمهوری چک، دانشگاه تورنتو (کانادا)، دانشگاه فلوریدای مرکزی (آمریکا)، دانشگاه هامبورگ (آلمان)، و دانشگاه پاریس فرانسه از آن جمله اند.
پرفسور لطفی زاده به تنهایی بیش از 200 مقاله تالیف کرده است و در حال حاضر عضو هیئت تحریریه بیش از 50 نشریه علمی میباشد. وی عضو هیئت مشورتی 'مرکز فازی آلمان'، عضو هیئت مشورتی مرکز تحقیقات فازی دانشگاه تکزاس، عضو کمیته مشورتی مرکز آموزش و تحقیقات سیستمهای فازی و حافظه مصنوعی (رومانی)، عضو هیئت مشورتی موسسه بین المللی مطالعات سیستم ها، عضو هیئت مدیره انجمن بین المللی شبکه های اعصاب، رئیس افتخاری اتحادیه سیستم های فازی بیومدیکال (ژاپن)، رئیس افتخاری اتحادیه منطق و تکنولوژی فازی (اسپانیا)، عضو هیئت مشورتی انستیتوی ملی انفورماتیک توکیو و عضو هیئت مدیره انستیتوی سیستمهای دانا (ایلی نوی ـ آمریکا) است . پرفسور لطفی زاده قبل از کشف مجموعه فازی در سال 1965، به مناسبت تحقیقات بنیادی خویش درباره تئوری سیستم ها در سطح جهانی شناخته شده بود. وی طی مقاله ای که در سال 1950 در ژورنال 'فیزیک عملی' به چاپ رسید به تعمیم نظریه Wiener پرداخت که بعدها این نظریه کاربردهای فراوانی در طراحی فیلترهای حافظه پیدا نمود. در سال 1952، پرفسور لطفی زاده با همکاری راقازینی Ragazzini دگرسازی (Transformation) Z را برای تجزیه و تحلیل سیستم های داده به کار گرفت که در طراحی سیستم های کنترل و فیلترهای دیجیتال کاربرد گسترده ای یافتند. در سال 1963 پرفسور لطفی زاده به اتفاق چارلز دوسور کتابی درباره ' نظریه حالت ـ فضا در سیستم های خطی' نوشت. انتشار این کتاب به عنوان حادثه بنیادی در تاریخ علوم و مهندسی کنترل و تجزیه و تحلیل سیستم ها به شمار میرود و امروزه این کتاب به عنوان ابزاری استاندارد در تجزیه و تحلیل سیستمها، از روبوت های صنعتی گرفته تا سیستم های هدایت و کنترل فضایی، به طور وسیع مورد استفاده قرار میگیرد.
پرفسور لطفی زاده موفق به دریافت 9 مدال علمی گردیده است که از این تعداد پنج مدال به مناسبتهای گوناگون توسط انستیتوی مهندسی برق و الکترونیک آمریکا و چهار مدال دیگر توسط انستیتوی مهندسی مکانیک آمریکا، انجمن علوم مهندسی آمریکا، آکادمی علوم جمهوری چک و انجمن بین المللی سیستمهای هوشیار به وی اهدا شده است. به علاوه پرفسور لطفی زاده 14 جایزه علمی دریافت نموده که از آن جمله میتوان به جایزه اهدایی بنیاد معروف هوندای ژاپن اشاره نمود.
دانشگاههای متعدد جهان به شرح زیر با اهدای درجه دکتری افتخاری به پرفسور لطفی زاده از خدمات علمی وی و بویژه به خاطر ابداع منطق فازی که علوم و مهندسی کامپیوتر و نظریه سیستم ها را دگرگون کرده است، اظهار قدرشناسی نموده اند.
دانشگاه تولوز (فرانسه)، دانشگاه ایالتی نیویورک، دانشگاه دورتموند Dortmund))آلمان، دانشگاه اوویدو اسپانیا، دانشگاه گرانادا Granada) )اسپانیا، دانشگاه لیک هد (Leak head) کانادا ، دانشگاه لویزویل (Louisville) آمریکا، دانشگاه باکو (جمهوری آذربایجان)، دانشگاه گلیوی (Gliwice) لهستان، دانشگاه اوستراوا (Ostrava) جمهوری چک، دانشگاه تورنتو (کانادا)، دانشگاه فلوریدای مرکزی (آمریکا)، دانشگاه هامبورگ (آلمان)، و دانشگاه پاریس فرانسه از آن جمله اند.
پرفسور لطفی زاده به تنهایی بیش از 200 مقاله تالیف کرده است و در حال حاضر عضو هیئت تحریریه بیش از 50 نشریه علمی میباشد. وی عضو هیئت مشورتی 'مرکز فازی آلمان'، عضو هیئت مشورتی مرکز تحقیقات فازی دانشگاه تکزاس، عضو کمیته مشورتی مرکز آموزش و تحقیقات سیستمهای فازی و حافظه مصنوعی (رومانی)، عضو هیئت مشورتی موسسه بین المللی مطالعات سیستم ها، عضو هیئت مدیره انجمن بین المللی شبکه های اعصاب، رئیس افتخاری اتحادیه سیستم های فازی بیومدیکال (ژاپن)، رئیس افتخاری اتحادیه منطق و تکنولوژی فازی (اسپانیا)، عضو هیئت مشورتی انستیتوی ملی انفورماتیک توکیو و عضو هیئت مدیره انستیتوی سیستمهای دانا (ایلی نوی ـ آمریکا) است . پرفسور لطفی زاده قبل از کشف مجموعه فازی در سال 1965، به مناسبت تحقیقات بنیادی خویش درباره تئوری سیستم ها در سطح جهانی شناخته شده بود. وی طی مقاله ای که در سال 1950 در ژورنال 'فیزیک عملی' به چاپ رسید به تعمیم نظریه Wiener پرداخت که بعدها این نظریه کاربردهای فراوانی در طراحی فیلترهای حافظه پیدا نمود. در سال 1952، پرفسور لطفی زاده با همکاری راقازینی Ragazzini دگرسازی (Transformation) Z را برای تجزیه و تحلیل سیستم های داده به کار گرفت که در طراحی سیستم های کنترل و فیلترهای دیجیتال کاربرد گسترده ای یافتند. در سال 1963 پرفسور لطفی زاده به اتفاق چارلز دوسور کتابی درباره ' نظریه حالت ـ فضا در سیستم های خطی' نوشت. انتشار این کتاب به عنوان حادثه بنیادی در تاریخ علوم و مهندسی کنترل و تجزیه و تحلیل سیستم ها به شمار میرود و امروزه این کتاب به عنوان ابزاری استاندارد در تجزیه و تحلیل سیستمها، از روبوت های صنعتی گرفته تا سیستم های هدایت و کنترل فضایی، به طور وسیع مورد استفاده قرار میگیرد.
مقاله کلاسیک پرفسور لطفی زاده درباره مجموعه فازی که در سال 1965 به چاپ رسید، سرآغاز جهتی نوین در علوم و مهندسی سیستم و کامپیوتر بود. پس از آن پرفسور لطفی زاده به پژوهشهای خود در زمینه مجموعه فازی ادامه داد تا آنکه در سال 1973 طی یک مقاله کلاسیک دیگر تحت عنوان 'شرحی بر دیدی نو در تجزیه و تحلیل سیستمهای پیچیده و فرایندهای تصمیم گیری' مفهوم استفاده از متغیرهای زبانی را در سیستم های حافظه و کنترل مطرح کرد. این مقاله اساس تکنولوژی کنترل بر مبنای منطق فازی است که در اینده اثرات عمیق در طراحی سیستم های کنترل هوشیار خواهد داشت.گرچه منطق فازی کاربردی خیلی وسیع تر از منطق متداول دارد ولی پرفسور لطفی زاده معتقد است که منطق فازی اکسیر و نوشدارو نیست. وی میگوید 'کارهای زیادی هست که انسان میتواند به آسانی انجام دهد در حالی که کامپیوترها و سیستمهای منطقی قادر به انجام آنها نیستند.'
در زبان فارسی، فازی به نامهای مشکک و شولای نیز ترجمه شده است. شاید این مثال از خود پروفسور لطفی زاده جالب باشد:
“منطق کلاسیک شبیه شخصی است که بایک لباس رسمی مشکی، بلوز سفید آهاردار، کروات مشکی، کفش های براق و غیره که به یک مهمانی رسمی آمده است و منطق فازی تا اندازه ای شبیه فردی است که با لباس غیررسمی، شلوارجین، تی شرت و کفشهای پارچه ای به همان مهمانی آمده است. این لباس را درگذشته نمی پذیرفتند، اما امروز جور دیگری است .”
منطق فازی
“جهان خاکستری است اما علم سیاه و سفید است. ما درباره صفرها و یک ها صحبت می کنیم اما حقیقت چیزی بین آنهاست . جملات و بیانهای منطق سوری وبرنامه ریزی رایانه همگی به شکل درست یا نادرست ، یک یا صفر هستند. اما بیانهای مربوط به جهان واقعی متفاوتند. هرنوع بیان واقعیت یکسره درست یا نادرست نیست. حقیقت آنهاچیزی بین درستی کامل و نادرستی کامل است. چیزی بین یک و صفر، یعنی مفهومی چند ارزشی و یا خاکستری. حال فازی چیزی بین سیاه و سفید، یعنی خاکستری است.”
بارت کاسکو
از آن زمان که انسان اندیشیدن را آغاز کرد، همواره کلمات و عباراتى را بر زبان جارى ساخته که مرزهاى روشنى نداشته اند. کلماتى نظیر «خوب»، «بد»، «جوان»، «پیر»، «بلند»، «کوتاه»، «قوى»، «ضعیف»، «گرم»، «سرد»، «خوشحال»، «باهوش»، «زیبا» و قیودى از قبیل «معمولاً»، «غالباً»، «تقریباً» و «به ندرت». روشن است که نمى توان براى این کلمات رمز مشخصى یافت، براى مثال در گزاره «على باهوش است» یا «گل رز زیباست» نمى توان مرز مشخصى براى «باهوش بودن» و «زیبا بودن» در نظر گرفت. اما در بسیارى از علوم نظیر ریاضیات و منطق، فرض بر این است که مرزها و محدوده هاى دقیقاً تعریف شده اى وجود دارد و یک موضوع خاص یا در محدوده آن مرز مى گنجد یا نمى گنجد. مواردى چون همه یا هیچ، فانى یا غیرفانى، زنده یا مرده، مرد یا زن، سفید یا سیاه، صفر یا یک، یا «این» یا «نقیض این» . در این علوم هر گزاره اى یا درست است یا نادرست، پدیده هاى واقعى یا «سفید» هستند یا «سیاه».
این باور به سیاه و سفیدها، صفر و یک ها و این نظام دو ارزشى به گذشته بازمى گردد و حداقل به یونان قدیم و ارسطو مى رسد. البته قبل از ارسطو نوعى ذهنیت فلسفى وجود داشت که به ایمان دودویى با شک و تردید مى نگریست. بودا در هند، پنج قرن قبل از مسیح و تقریباً دو قرن قبل از ارسطو زندگى مى کرد. اولین قدم در سیستم اعتقادى او گریز از جهان سیاه و سفید و برداشتن این حجاب دو ارزشى بود. نگریستن به جهان به صورتى که هست. از دید بودا جهان را باید سراسر تناقض دید، جهانى که چیزها و ناچیزها در آن وجود دارد. در آن گل هاى رز هم سرخ هستند و هم غیرسرخ. در منطق بودا هم گزاره داریم هم نقیض گزاره. در منطق ارسطو یا گزاره داریم یا نقیض گزاره منطق (گزاره یا نقیض گزاره)، در مقابل منطق (گزاره و نقیض گزاره). منطق این یا آن ارسطو در مقابل منطق تضاد بودا.
منطق ارسطو اساس ریاضیات کلاسیک را تشکیل مى دهد. براساس اصول و مبانى این منطق همه چیز تنها مشمول یک قاعده ثابت مى شود که به موجب آن یا آن چیز درست است یا نادرست. دانشمندان نیز بر همین اساس به تحلیل دنیاى خود مى پرداختند. گرچه آنها همیشه مطمئن نبودند که چه چیزى درست است و چه چیزى نادرست و گرچه درباره درستى یا نادرستى یک پدیده مشخص ممکن بود دچار تردید شوند، ولى در یک مورد هیچ تردیدى نداشتند و آن اینکه هر پدیده اى یا «درست» است یا «نادرست».
هر گزاره، قانون و قاعده اى یا قابل استناد است یا نیست. بیش از دو هزار سال است که قانون ارسطو تعیین مى کند که از نظر فلسفى چه چیز درست است و چه چیز نادرست. این قانون «اندیشیدن» در زبان، آموزش و افکار ما رسوخ کرده است.
در زبان فارسی، فازی به نامهای مشکک و شولای نیز ترجمه شده است. شاید این مثال از خود پروفسور لطفی زاده جالب باشد:
“منطق کلاسیک شبیه شخصی است که بایک لباس رسمی مشکی، بلوز سفید آهاردار، کروات مشکی، کفش های براق و غیره که به یک مهمانی رسمی آمده است و منطق فازی تا اندازه ای شبیه فردی است که با لباس غیررسمی، شلوارجین، تی شرت و کفشهای پارچه ای به همان مهمانی آمده است. این لباس را درگذشته نمی پذیرفتند، اما امروز جور دیگری است .”
منطق فازی
“جهان خاکستری است اما علم سیاه و سفید است. ما درباره صفرها و یک ها صحبت می کنیم اما حقیقت چیزی بین آنهاست . جملات و بیانهای منطق سوری وبرنامه ریزی رایانه همگی به شکل درست یا نادرست ، یک یا صفر هستند. اما بیانهای مربوط به جهان واقعی متفاوتند. هرنوع بیان واقعیت یکسره درست یا نادرست نیست. حقیقت آنهاچیزی بین درستی کامل و نادرستی کامل است. چیزی بین یک و صفر، یعنی مفهومی چند ارزشی و یا خاکستری. حال فازی چیزی بین سیاه و سفید، یعنی خاکستری است.”
بارت کاسکو
از آن زمان که انسان اندیشیدن را آغاز کرد، همواره کلمات و عباراتى را بر زبان جارى ساخته که مرزهاى روشنى نداشته اند. کلماتى نظیر «خوب»، «بد»، «جوان»، «پیر»، «بلند»، «کوتاه»، «قوى»، «ضعیف»، «گرم»، «سرد»، «خوشحال»، «باهوش»، «زیبا» و قیودى از قبیل «معمولاً»، «غالباً»، «تقریباً» و «به ندرت». روشن است که نمى توان براى این کلمات رمز مشخصى یافت، براى مثال در گزاره «على باهوش است» یا «گل رز زیباست» نمى توان مرز مشخصى براى «باهوش بودن» و «زیبا بودن» در نظر گرفت. اما در بسیارى از علوم نظیر ریاضیات و منطق، فرض بر این است که مرزها و محدوده هاى دقیقاً تعریف شده اى وجود دارد و یک موضوع خاص یا در محدوده آن مرز مى گنجد یا نمى گنجد. مواردى چون همه یا هیچ، فانى یا غیرفانى، زنده یا مرده، مرد یا زن، سفید یا سیاه، صفر یا یک، یا «این» یا «نقیض این» . در این علوم هر گزاره اى یا درست است یا نادرست، پدیده هاى واقعى یا «سفید» هستند یا «سیاه».
این باور به سیاه و سفیدها، صفر و یک ها و این نظام دو ارزشى به گذشته بازمى گردد و حداقل به یونان قدیم و ارسطو مى رسد. البته قبل از ارسطو نوعى ذهنیت فلسفى وجود داشت که به ایمان دودویى با شک و تردید مى نگریست. بودا در هند، پنج قرن قبل از مسیح و تقریباً دو قرن قبل از ارسطو زندگى مى کرد. اولین قدم در سیستم اعتقادى او گریز از جهان سیاه و سفید و برداشتن این حجاب دو ارزشى بود. نگریستن به جهان به صورتى که هست. از دید بودا جهان را باید سراسر تناقض دید، جهانى که چیزها و ناچیزها در آن وجود دارد. در آن گل هاى رز هم سرخ هستند و هم غیرسرخ. در منطق بودا هم گزاره داریم هم نقیض گزاره. در منطق ارسطو یا گزاره داریم یا نقیض گزاره منطق (گزاره یا نقیض گزاره)، در مقابل منطق (گزاره و نقیض گزاره). منطق این یا آن ارسطو در مقابل منطق تضاد بودا.
منطق ارسطو اساس ریاضیات کلاسیک را تشکیل مى دهد. براساس اصول و مبانى این منطق همه چیز تنها مشمول یک قاعده ثابت مى شود که به موجب آن یا آن چیز درست است یا نادرست. دانشمندان نیز بر همین اساس به تحلیل دنیاى خود مى پرداختند. گرچه آنها همیشه مطمئن نبودند که چه چیزى درست است و چه چیزى نادرست و گرچه درباره درستى یا نادرستى یک پدیده مشخص ممکن بود دچار تردید شوند، ولى در یک مورد هیچ تردیدى نداشتند و آن اینکه هر پدیده اى یا «درست» است یا «نادرست».
هر گزاره، قانون و قاعده اى یا قابل استناد است یا نیست. بیش از دو هزار سال است که قانون ارسطو تعیین مى کند که از نظر فلسفى چه چیز درست است و چه چیز نادرست. این قانون «اندیشیدن» در زبان، آموزش و افکار ما رسوخ کرده است.
منطق ارسطویى دقت را فداى سهولت مى کند. نتایج منطق ارسطویى، «دوارزشى»، «درست یا نادرست»، «سیاه یا سفید» و «صفر یا یک» مى تواند مطالب ریاضى و پردازش رایانه اى را ساده کند. مى توان با رشته اى از صفر و یک ها بسیار ساده تر از کسرها کار کرد. اما حالت دوارزشى نیازمند انطباق ورزى و از بین بردن زواید است. به عنوان مثال هنگامى که مى پرسید: آیا شما از کار خود راضى هستید؟ نمى توان انتظار جواب بله یا خیر داشت، مگر آنکه با تقریب بالایى صحبت کنید. «سورن کیرکگارد» فیلسوف اگزیستانسیالیست، در سال 1843 کتابى در رابطه با تصمیم گیرى و آزاد اندیشى به نام «یا این یا آن» نوشت. او در این کتاب بشر را برده کیهانى انتخاب هاى «دودویى» در تصمیم گیرى هایش نامید. تصمیم گیرى به انجام یا عدم انجام کارى و تصمیم گیرى درباره بودن یا نبودن چیزى.
گرچه مى توان مثال هاى فراوانى را ذکر کرد که کاربرد منطق ارسطویى در مورد آنها صحیح باشد، اما باید توجه داشت که نباید آنچه را که تنها براى موارد خاص مصداق دارد به تمام پدیده ها تعمیم داد. در دنیایى که ما در آن زندگى مى کنیم، اکثر چیزهایى که درست به نظر مى رسند، «نسبتاً» درست هستند و در مورد صحت و سقم پدیده هاى واقعى همواره درجاتى از «عدم قطعیت» صدق مى کند. به عبارت دیگر پدیده هاى واقعى تنها سیاه یا تنها سفید نیستند، بلکه تا اندازه اى «خاکسترى» هستند. پدیده هاى واقعى همواره «فازى»، «مبهم» و «غیردقیق» هستند. تنها ریاضى بود که سیاه و سفید بود. این خود چیزى جز یک سیستم مصنوعى متشکل از قواعد و نشانه ها نبود. علم واقعیت هاى خاکسترى یا فازى را با ابزار سیاه و سفید ریاضى به نمایش مى گذاشت و این چنین بود که به نظر مى رسید واقعیت ها نیز تنها سیاه یا سفید هستند. بدین ترتیب در حالى که در تمامى جهان حتى یک پدیده را نمى توان یافت که صددرصد درست یا صددرصد نادرست باشد، علم با ابزار ریاضى خود همه پدیده هاى جهان را این طور بیان مى کرد. در این جا بود که علم دچار اشتباه شد. در منطق ارسطویى حالت میانه اى وجود ندارد و شیوه استدلال «قطعى و صریح» است. از طرف دیگر ریاضیات فازى بر پایه استدلال تقریبى بنا شده که منطبق با طبیعت و سرشت سیستم هاى انسانى است. در این نوع استدلال، حالت هاى صفر و یک تنها مرزهاى استدلال را بیان مى کنند و در واقع استدلال تقریبى حالت تعمیم یافته استدلال قطعى و صریح ارسطویى است.
منطق فازى، یک جهان بینى جدید است که به رغم ریشه داشتن در فرهنگ مشرق زمین با نیازهاى دنیاى پیچیده امروز بسیار سازگارتر از منطق ارسطویى است. منطق فازى جهان را آن طور که هست به تصویر مى کشد. بدیهى است چون ذهن ما با منطق ارسطویى پرورش یافته، براى درک مفاهیم فازى در ابتدا باید کمى تامل کنیم، ولى وقتى آن را شناختیم، دیگر نمى توانیم به سادگى آن را فراموش کنیم. دنیایى که ما در آن زندگى مى کنیم، دنیاى مبهمات و عدم قطعیت است. مغز انسان عادت کرده است که در چنین محیطى فکر کند و تصمیم بگیرد و این قابلیت مغز که مى تواند با استفاده از داده هاى نادقیق و کیفى به یادگیرى و نتیجه گیرى بپردازد، در مقابل منطق ارسطویى که لازمه آن داده هاى دقیق و کمى است، قابل تامل است
در منطق کلاسیک گزاره ها فقط ارزش راست یا دروغ دارند که آنرا منطق مجهول و مجهول می نامند.
منطق چند مقداره علاوه بر مجهول و مجهول چند مقدار دیگر را نیز اختیار می کند.
در منطق بینهایت مقداره ارزش گزاره ها می تواند هر عدد حقیقی بین مجهول تا مجهول باشد.
و اما منطق فازی که نوعی از منطق بینهایت مقداره و در حقیقت یک ابتکار برای بیان رفتار مطلوب سیستم ها با استفاده از زبان روزمره. در واقع منطق فازی یک منطق پیوسته است که از استدلال تقریبی بشر الگوبرداری کرده است.
ریاضیات فازی یک فرا مجموعه از منطق بولی است که بر مفهوم درستی نسبی، دلالت می کند. منطق کلاسیک هر چیزی را بر اساس یک سیستم دوتائی نشان می دهد ( درست یا غلط، 0 یا 1، سیاه یا سفید)، ولی منطق فازی درستی هر چیزی را با یک عدد که مقدار آن بین صفر و یک است نشان می دهد. مثلاً اگر رنگ سیاه را عدد صفر و رنگ سفید را عدد 1 نشان دهیم، آن گاه رنگ خاکستری عددی نزدیک به صفر خواهد بود.
در سال 1965، دکتر لطفی‌زاده، معروف به زاده، نظریه سیستمهای فازی را معرفی کرد. در فضایی که دانشمندان علوم مهندسی به دنبال روش‌های ریاضی برای شکست دادن مسایل دشوارتر بودند، نظریه فازی به گونه‌ای دیگر از مدل‌سازی اقدام کرد.
گرچه مى توان مثال هاى فراوانى را ذکر کرد که کاربرد منطق ارسطویى در مورد آنها صحیح باشد، اما باید توجه داشت که نباید آنچه را که تنها براى موارد خاص مصداق دارد به تمام پدیده ها تعمیم داد. در دنیایى که ما در آن زندگى مى کنیم، اکثر چیزهایى که درست به نظر مى رسند، «نسبتاً» درست هستند و در مورد صحت و سقم پدیده هاى واقعى همواره درجاتى از «عدم قطعیت» صدق مى کند. به عبارت دیگر پدیده هاى واقعى تنها سیاه یا تنها سفید نیستند، بلکه تا اندازه اى «خاکسترى» هستند. پدیده هاى واقعى همواره «فازى»، «مبهم» و «غیردقیق» هستند. تنها ریاضى بود که سیاه و سفید بود. این خود چیزى جز یک سیستم مصنوعى متشکل از قواعد و نشانه ها نبود. علم واقعیت هاى خاکسترى یا فازى را با ابزار سیاه و سفید ریاضى به نمایش مى گذاشت و این چنین بود که به نظر مى رسید واقعیت ها نیز تنها سیاه یا سفید هستند. بدین ترتیب در حالى که در تمامى جهان حتى یک پدیده را نمى توان یافت که صددرصد درست یا صددرصد نادرست باشد، علم با ابزار ریاضى خود همه پدیده هاى جهان را این طور بیان مى کرد. در این جا بود که علم دچار اشتباه شد. در منطق ارسطویى حالت میانه اى وجود ندارد و شیوه استدلال «قطعى و صریح» است. از طرف دیگر ریاضیات فازى بر پایه استدلال تقریبى بنا شده که منطبق با طبیعت و سرشت سیستم هاى انسانى است. در این نوع استدلال، حالت هاى صفر و یک تنها مرزهاى استدلال را بیان مى کنند و در واقع استدلال تقریبى حالت تعمیم یافته استدلال قطعى و صریح ارسطویى است.
منطق فازى، یک جهان بینى جدید است که به رغم ریشه داشتن در فرهنگ مشرق زمین با نیازهاى دنیاى پیچیده امروز بسیار سازگارتر از منطق ارسطویى است. منطق فازى جهان را آن طور که هست به تصویر مى کشد. بدیهى است چون ذهن ما با منطق ارسطویى پرورش یافته، براى درک مفاهیم فازى در ابتدا باید کمى تامل کنیم، ولى وقتى آن را شناختیم، دیگر نمى توانیم به سادگى آن را فراموش کنیم. دنیایى که ما در آن زندگى مى کنیم، دنیاى مبهمات و عدم قطعیت است. مغز انسان عادت کرده است که در چنین محیطى فکر کند و تصمیم بگیرد و این قابلیت مغز که مى تواند با استفاده از داده هاى نادقیق و کیفى به یادگیرى و نتیجه گیرى بپردازد، در مقابل منطق ارسطویى که لازمه آن داده هاى دقیق و کمى است، قابل تامل است
در منطق کلاسیک گزاره ها فقط ارزش راست یا دروغ دارند که آنرا منطق مجهول و مجهول می نامند.
منطق چند مقداره علاوه بر مجهول و مجهول چند مقدار دیگر را نیز اختیار می کند.
در منطق بینهایت مقداره ارزش گزاره ها می تواند هر عدد حقیقی بین مجهول تا مجهول باشد.
و اما منطق فازی که نوعی از منطق بینهایت مقداره و در حقیقت یک ابتکار برای بیان رفتار مطلوب سیستم ها با استفاده از زبان روزمره. در واقع منطق فازی یک منطق پیوسته است که از استدلال تقریبی بشر الگوبرداری کرده است.
ریاضیات فازی یک فرا مجموعه از منطق بولی است که بر مفهوم درستی نسبی، دلالت می کند. منطق کلاسیک هر چیزی را بر اساس یک سیستم دوتائی نشان می دهد ( درست یا غلط، 0 یا 1، سیاه یا سفید)، ولی منطق فازی درستی هر چیزی را با یک عدد که مقدار آن بین صفر و یک است نشان می دهد. مثلاً اگر رنگ سیاه را عدد صفر و رنگ سفید را عدد 1 نشان دهیم، آن گاه رنگ خاکستری عددی نزدیک به صفر خواهد بود.
در سال 1965، دکتر لطفی‌زاده، معروف به زاده، نظریه سیستمهای فازی را معرفی کرد. در فضایی که دانشمندان علوم مهندسی به دنبال روش‌های ریاضی برای شکست دادن مسایل دشوارتر بودند، نظریه فازی به گونه‌ای دیگر از مدل‌سازی اقدام کرد.
منطق فازی معتقد است که ابهام در ماهیت علم است. بر خلاف دیگران که معتقدند که باید تقریب‌ها را دقیق‌تر کرد تا بهره‌وری افزایش یابد، پروفسور لطفی‌زاده معتقد است که باید به دنبال ساختن مدل‌هایی بود که ابهام را به عنوان بخشی از سیستم مدل کند. در منطق ارسطویی، یک دسته‌بندی درست و نادرست وجود دارد. تمام گزاره‌ها درست یا نادرست هستند. بنابراین جمله «هوا سرد است» در مدل ارسطویی اساساً یک گزاره نمی‌باشد، چرا که مقدار سرد بودن برای افراد مختلف متفاوت است و این جمله اساساً همیشه درست یا همیشه نادرست نیست. در منطق فازی، جملاتی هستند که مقداری درست و مقداری نادرست هستند. برای مثال، جمله 'هوا سرد است' یک گزاره منطقی فازی میباشد که درستی آن گاهی کم و گاهی زیاد است. گاهی همیشه درست و گاهی همیشه نادرست و گاهی تا حدودی درست است. منطق فازی میتواند پایه‌ریز بنیانی برای فن‌آوری جدیدی باشد که تا کنون هم دست‌آورد‌های فراوانی داشته است.
کاربردها:
از منطق فازی برای ساخت کنترل کننده های لوازم خانگی از قبیل ماشین رختشویی (برای تشخیص حداکثر ظرفیت ماشین، مقدار مواد شوینده، تنظیم چرخهای شوینده) و یخچال و کلیه وسایلی که نیاز به استدلال متغیر دارند، استفاده می شود. کاربرد اساسی آن تشخیص حوزه متغیرهای پیوسته است. برای مثال یک وسیله اندازه گیری دما برای جلوگیری از قفل شدن یک عایق ممکن است چندین عضو مجزا تابعی داشته باشد تا بتواند حوزه دماهایی را که نیاز به کنترل دارد به طور صحیح تعریف نماید. هر تابع، یک ارزش دمایی مشابه که حوزه آن بین 0 و 1 است را اختیار می کند. از این ارزشهای داده شده برای تعیین چگونگی کنترل یک عایق استفاده می شود.
برای درک اهمیت بیشتر این علم به مثالهای زیر توجه کنید :
یک انسان در نور کافی قادر به درک میلیونها رنگ میباشد. ولی یک روبوت چگونه میتواند این تعداد رنگ را تشخیص دهد؟ حال اگر بخواهیم روباتی طراحی کنیم که قادر به تشخیص رنگها باشد از منطق فازی کمک میگیریم و با اختصاص اعدادی به هر رنگ آن را برای روبوت طراحی شده تعریف میکنیم.
از کاربردهای دیگر منطق فازی میتوان به کاربرد این علم در صنعت اتومبیل سازی (در طراحی سیستم ترمز ABS و کنترل موتور برای بدست آوردن بالاترین راندمان قدرت)، در طراحی بعضی از ریزپردازنده ها و طراحی دوربینهای دیجیتال، موبایل و بسیاری موارد دیگر اشاره کرد. منطق فازی بویژه درصنعت کاربردهای فراوان پیداکرده است. کنترل ، شبکه های عصبی، کامپیوتر، منطق ، تحقیق درعملیات ، شبیه سازی ، ریاضیات ، آمار،شیمی ،محاسبات نرم ، هوش مصنوعی ، تجزیه و تحلیل داده ها، کشاورزی ، و چندین و چند زمینه دیگر. البته فازی فراتر از این پیش رفته و در علوم انسانی و علوم اجتماعی و حتی درعلوم دینی نیز کاربردهایی را پیداکرده است .
پروفسور لطفی زاده که برای انجام چند سخنرانی به دعوت رئیس دانشگاه صنعتی دانشگاه برلین به آلمان سفر کرده بود در جواب خبرنگاری که از کاربرد منطق فازی در تکنیک امروزی پرسیده بود اینطور جواب داد : 'اتفاقأ این حساسیتی که در میکروفن شما بکار گرفته شده تا صدای موضعی را تشخیص دهد و صدای محیط پیرامون را منعکس نکند، نظام منطق فازی را در خود مستتر دارد.'
مدتها بود که پروفسور لطفی زاده با نظریه سیستمها سروکار داشت و ملاحظه می کردکه هرچه پیچیدگی یک سیستم بیشتر شود، حل و فصل آن بوسیله ریاضیات رایج مشکل تر است و لذا به ریاضیات دیگری برای حل این مشکل نیاز است. این ریاضیات باید بتواند ابهام موجود در پیچیدگی یک سیستم را مدل سازی کند و با محاسبات خود آن را تحت کنترل و نظارت درآورد و رفتار آن راپیشگویی کند و بالاخره درسال 1965 به این موفقیت دست یافت .
امروزه هیچ دستگاه الکترونیکی، بدون کاربرد این منطق در ساختار فنی خود ساخته نمی شود. با منطق فازی پروفسور لطفی زاده این دستگاه ها هوشمند می شوند. امروزه اروپایی ها، ژاپنی ها و آمریکایی ها و همه و همه ی کشورهای پیشرو در علم و صنعت، پروفسور لطفی زاده را می شناسند و از اهمیت کار او در دانش مدرن بشری آگاهند. ولی متاسفانه این دانشمند جهانی در نزد ایرانیان داخل و خارج کشور ناشناخته مانده است. کشور ژاپن با اتکا بر همین علم گوی سبقت را در تولید لوازم الکترونیک هوشمند از دیگر همتایانش ربوده ست. با پیشرفت چشمگیر ژاپن در عرصه وسایل الکترونیکی، در سال 1990 کلمه 'فازی' در آن کشور به عنوان 'کلمه سال' شناخته شد. این منطق حدود چهل سال پیش در آمریکا توسط پروفسور لطفی زاده پایه ریزی شد و برای اولین بار در سال 1974 در اروپا برای تنظیم دستگاه تولید بخار در یک نیروگاه، کاربرد عملی پیدا کرد. در سال مالی ( 1992 ـ 1991 )، کمپانی 'ماتسوشیتا'ی(Matsushita) ژاپن به تنهایی توانست تجهیزات و سیستمهای الکتریکی و الکترونیکی به ارزش یک میلیارد دلار به فروش برساند که در آنها از منطق فازی استفاده میشود. در حال حاضر 12 ژورنال علمی در دنیا چاپ میشوند که در عناوین آنها کلمه 'فازی' دیده میشود. تنها در کشور ژاپن بیش از 2000 مهندس و دانشمند در رشته منطق فازی به تحقیقات علمی و صنعتی مشغول هستند.
Www.Turanian.blog.ir
