Пятый этап — нечеткая логика

Начало пятого этапа развития области ИИ связано с активным применением математического аппарата нечеткой логики (НЛ) для решения практических и теоретических задач. По времени увеличение внимания к этому направления совпадает с четвертым этапом, однако пик интереса смещен по времени на 5–10 лет вперед (начало–середина 80-х).

При этом основы нечеткой логики были заложены в конце 60-х годов в трудах известного математика Заде. В ту пору весьма популярными были эксперименты с "мажоритарными" пространствами, в которых намеренно устранялось понятие меры и вместо него вводился ряд качественных факторов (типа квантора "большинства") - прообраз первых нечетких утверждений. Аналогичное явление можно наблюдать в модальных логиках. Социальный заказ на исследования подобного рода был вызван растущим недовольством экспертными системами и связан с отсутствием математического аппарата, переводящего невнятные и неоднозначные житейские утверждения на язык четких математических формул. Первым серьезным шагом в этом направлении явилась теория нечетких множеств, разработанная Заде. Он же дал и название для новой области науки - "fuzzy logic".

Аппарат теории нечетких множеств, продемонстрировав ряд многообещающих возможностей применения - от систем управления летательными аппаратами до прогнозирования итогов выборов, оказался вместе с тем чрезмерно сложен для воплощения при тогдашнем уровне технологии - и на многие годы нечеткая логика заняла свое место в ряду других специальных научных дисциплин - где-то посередине между экспертными системами и нейронными сетями.

Свое второе рождение теория нечеткой логики пережила в начале восьмидесятых годов, когда сразу несколько групп исследователей (в основном в США и Японии) всерьез занялись созданием электронных систем различного применения, использующих нечеткие управляющие алгоритмы. Теоретические основы для этих попыток были заложены в ранних трудах Коско и других ученых. Наибольшую роль сыграли, пожалуй, два научных результата: доказательство FAT-теоремы и комбинация нечеткой логики с нейронными сетями Кохонена, указавшая путь к преодолению наиболее критического "узкого места" новой теории - автоматизированного формирования системы нечетких правил по содержимому входных данных. Теорема FAT (Fuzzy Approximation Theorem), доказывает, что любая математическая система может быть аппроксимирована системой, основанной на нечеткой логике.

К 90-му году появилось около 40 патентов, относящихся к нечеткой логике. Сорок восемь японских компаний образовали совместную лабораторию LIFE (Laboratory for International Fuzzy Engineering), японское правительство финансировало 5-летнюю программу по нечеткой логике, включающую 19 различных проектов - от систем оценки глобального загрязнения атмосферы и предсказания землетрясений до АСУ заводских цехов и складов.

Результатом выполнения этой программы явилось появление целого ряда новых массовых микрочипов, основанных на нечеткой логике. Сегодня их можно найти в стиральных машинах и видеокамерах, цехах заводов и моторных отсеках автомобилей, в системах управления складскими роботами и боевыми вертолетами.

Новый подход к представлению знаний не только повысил эффективность многих технических решений (фаззи-контроллеров), но и упростил задание правил в системах основанных на знаниях. Нечеткие ЭС явились третьей волной коммерческих интеллектуальных систем.

Например, в США развитие нечеткой логики идет по пути создания систем, служащих большому бизнесу и военной промышленности. Нечеткая логика применяется при анализе новых рынков, биржевой игре, оценке политических рейтингов, выборе оптимальной ценовой стратегии и т.п. Появились и коммерческие системы массового применения (CubiCalc, FIDE, FuziCalc и др.).

В настоящее время НЛ активно используется не только в СИИ, но и во многих традиционных информационных системах. Появились и стали активно развиваться другие математические аппараты (теория доверия, возможности, интервальных множеств и др.), направленные на преодоление ограничений классической логики.