تاریخچه منطق فازی

زمانی که در سال ۱۹۶۵ پروفسور لطفی زاده، استاد ایرانی الاصل دانشگاه برکلی، اولین مقاله خود را در زمینه فازی تحت عنوان مجموعه های فازی (FUZZY TEST) منتشر کرد، هیچ کس باور نداشت که این جرقه ای خواهد بود که دنیای ریاضیات را به طور کلی تغییر دهد.
زمانی که در سال ۱۹۶۵ پروفسور لطفی زاده، استاد ایرانی الاصل دانشگاه برکلی، اولین مقاله خود را در زمینه فازی تحت عنوان مجموعه های فازی (FUZZY TEST) منتشر کرد، هیچ کس باور نداشت که این جرقه ای خواهد بود که دنیای ریاضیات را به طور کلی تغییر دهد. 

گرچه در دهه ۱۹۷۰ و اوایل دهه ۱۹۸۰ مخالفان جدی برای نظریه فازی وجود داشت، اما امروزه هیچ کس نمی تواند ارزش های منطق فازی و کنترل های فازی را منکر شود.

افتخار هر ایرانی است که پایه علوم قرن آینده از نظریات یک ایرانی می باشد؛ باید قدر این فرصت را دانست و در تعمیم نظریه فازی و استفاده از آن کوشش و تلاش کرد.

زمینه های پژوهش و تحقیق در نظریه فازی بسیار گسترده می باشد؛ پژوهشگران علاقه مند می توانند با پژوهش و تحقیق در این زمینه باعث رشد و شکوفایی هرچه بیشتر نظریه فازی شوند.

در این مقاله سعی شده است که خوانندگان محترم با نظریه فازی و تاریخچه آن آشنا شوند و زمینه های تحقیق و پژوهش مورد بررسی قرار گیرد.

امید است که بتوان قدمی هر چند کوچک در جهت تعالی کشور عزیزمان ایران برداریم

● تاریخچهٔ مجموعه های فاز

نظریهٔ مجموعه فازی در سال ۱۹۶۵ توسط پروفسور لطفی عسگرزاده، دانشمند ایرانی تبار و استاد دانشگاه برکلی امریکا عرضه شد.

اگر بخواهیم نظریه مجموعه های فازی را توضیح دهیم، باید بگوییم نظریه ای است برای اقدام در شرایط عدم اطمینان؛ این نظریه قادر است بسیاری از مفاهیم و متغیرها و سیستم هایی را که نادقیق و مبهم هستند، صورت بندی ریاضی ببخشد و زمینه را برای استدلال، استنتاج، کنترل و تصمیم گیری در شرایط عدم اطمینان فراهم آورد.

پرواضح است که بسیاری از تصمیمات و اقدامات ما در شرایط عدم اطمینان است و حالت های واضح غیر مبهم، بسیار نادر و کمیاب می باشند.

نظریهٔ مجموعه های فازی به شاخه های مختلفی تقسیم شده است که بحث کامل و جامع در مورد هر شاخه، به زمان بیشتر و مباحث طولانی تری احتیاج دارد.

در این مبحث که با انواع شاخه های فازی و کاربرد آنها آشنا می شویم، تلاش شده است که مباحث به صورت ساده ارائه شود و مسائل بدون پیچیدگی های خاص مورد بررسی قرار گیرد.

همچنین تلاش شده است که جنبه های نظری هر بحث تا حد امکان روشن شود؛ گرچه در بسیاری موارد به منظور اختصار، از بیان برهان ها چشمپوشی شده است و علاقه مندان را به منابع ارجاع داده ایم. مطالعه این پژوهش می تواند زمینه ای کلی و فراگیر دربارهٔ اهم شاخه های نظریه مجموعه های فازی فراهم آورد؛ اما علاقه مندان می توانند با توجه به نوع و میزان علاقه و هدف خود، به مراجع اعلام شده، مراجعه نمایند.

● تاریخچهٔ مختصری از نظریه و کاربردهای فازی

▪ دههٔ ۱۹۶۰ آغاز نظریه فازی

نظریه فازی به وسیله پروفسور لطفی زاده در سال ۱۹۶۵ در مقاله ای به نام مجموعه های فازی معرفی شد.

ایشان قبل از کار بر روی نظریه فازی، یک استاد برجسته در نظریه کنترل بود. او مفهوم «حالت» را که اساس نظریه کنترل مدرن را شکل می دهد، توسعه داد.

عسگرزاده در سال ۱۹۶۲ چیزی را بدین مضمون برای سیستم های بیولوژیک نوشت: ما اساساً به نوع جدید ریاضیات نیازمندیم؛ ریاضیات مقادیر مبهم یا فازی که توسط توزیع های احتمالات قابل توصیف نیستند.

وی فعالیت خویش در نظریه فازی را در مقاله ای با عنوان «مجموعه های فازی» تجسم بخشید.

مباحث بسیاری در مورد مجموعه های فازی به وجود آمد و ریاضیدانان معتقد بودند نظریه احتمالات برای حل مسائلی که نظریه فازی ادعای حل بهتر آن را دارد، کفایت می کند.

دههٔ ۱۹۶۰ دههٔ چالش کشیدن و انکار نظریه فازی بود و هیچ یک از مراکز تحقیقاتی، نظریه فازی را به عنوان یک زمینه تحقیق جدی نگرفتند.

اما در دههٔ ۱۹۷۰، به کاربردهای عملی نظریه فازی توجه شد و دیدگاه های شک برانگیز درباره ماهیت وجودی نظریه فازی مرتفع شد.

استاد لطفی زاده پس از معرفی مجموعهٔ فازی در سال ۱۹۶۵، مفاهیم الگوریتم فازی را در سال ۱۹۶۸، تصمیم گیری فازی را در سال ۱۹۷۰ و ترتیب فازی را در سال ۱۹۷۱ ارائه نمود. ایشان در سال ۱۹۷۳ اساس کار کنترل فازی را بنا کرد

این مبحث باعث تولد کنترل کننده های فازی برای سیستم های واقعی بود؛ ممدانی (Mamdani) و آسیلیان (Assilian) چهارچوب اولیه ای را برای کنترل کننده فازی مشخص کردند. در سال ۱۹۷۸ هومبلاد (Holmblad) و اوسترگارد(Ostergaard) اولین کنترل کننده فازی را برای کنترل یک فرایند صنعتی به کار بردند که از این تاریخ، با کاربرد نظریه فازی در سیستم های واقعی، دیدگاه شک برانگیز درباره ماهیت وجودی این نظریه کاملاً متزلزل شد.

دههٔ ۱۹۸۰ از لحاظ نظری، پیشرفت کندی داشت؛ اما کاربرد کنترل فازی باعث دوام نظریه فازی شد.

مهندسان ژاپنی به سرعت دریافتند که کنترل کننده های فازی به سهولت قابل طراحی بوده و در مورد بسیاری مسائل می توان از آنها استفاده کرد.

به علت اینکه کنترل فازی به یک مدل ریاضی نیاز ندارد، می توان آن را در مورد بسیاری از سیستم هایی که به وسیلهٔ نظریه کنترل متعارف قابل پیاده سازی نیستند، به کار برد.

سوگنو مشغول کار بر روی ربات فازی شد، ماشینی که از راه دور کنترل می شد و خودش به تنهایی عمل پارک را انجام می داد.

یاشونوبو (Yasunobu) و میاموتو (Miyamoto) از شرکت هیتاچی کار روی سیستم کنترل قطار زیرزمینی سندایی را آغاز کردند. بالاخره در سال ۱۹۸۷ پروژه به ثمر نشست و یکی از پیشرفته ترین سیستم های قطار زیرزمینی را در جهان به وجود آورد.

در دومین کنفرانس سیستم های فازی که در توکیو برگزار شد، درست سه روز بعد از افتتاح قطار زیرزمینی سندایی، هیروتا (Hirota) یک روبات فازی را به نمایش گذارد که پینگ پونگ بازی می کرد؛ یاماکاوا (Yamakawa) نیز سیستم فازی را نشان داد که یک پاندول معکوس را در حالت تعادل نشان می داد. پس از این کنفرانس، توجه مهندسان، دولتمردان و تجار جلب شد و زمینه های پیشرفت نظریه فازی فراهم شد.

▪ دههٔ ۱۹۹۰ ، توجه محققان امریکا و اروپا به سیستم های فازی

موفقیت سیستم های فازی در ژاپن، مورد توجه محققان امریکا و اروپا واقع شد و دیدگاه بسیاری از محققان به سیستم های فازی تغییر کرد.

در سال ۱۹۹۲ اولین کنفرانس بین المللی در مورد سیستم های فازی به وسیله بزرگترین سازمان مهندسی یعنی IEEE برگزار شد.

در دههٔ ۱۹۹۰ پیشرفت های زیادی در زمینهٔ سیستم های فازی ایجاد شد؛ اما با وجود شفاف شدن تصویر سیستم های فازی، هنوز فعالیت های بسیاری باید انجام شود و بسیاری از راه حل ها و روش ها همچنان در ابتدای راه قرار دارد. بنابراین توصیه می شود که محققان کشور با تحقیق و تفحص در این زمینه، موجبات پیشرفت های عمده در زمینهٔ نظریه فازی را فراهم نمایند.

منبع