【人工智能】模糊推理

简介: 【人工智能】模糊推理

引言:“生活中的模糊关系”


05fb85a8d392759ed675213ac2fbf10c_6e703ef50a0c4fb48f44eb33f7890522.png

如果说,我们简单的将 温度<10度 的天气称为冷, 10度>温度> 25度 的天气称为温暖,将 温度>25度的天气称为热,这种模糊性就消除了,这在数学上没有任何问题,然而就这1度之差,就将“冷”变为“温暖”,“温暖”变为“热”,这又不符合我们日常的生活习惯

在企图用数学处理生活中的问题时,精确的数学语言和模糊的思维习惯产生了矛盾。 模糊逻辑就是用来解决这一矛盾的工具之一


模糊集合


模糊集合(fuzzy set)是对经典集合的扩充。下面先介绍集合论中的几个名词。


论域:要讨论的全体对象,常用U、E等大写字母表示。

元素:论域中的每个对象,常用a,b,c,x,y,z等小写字母表示。

集合:论域中具有某种相同属性的确定的,可以彼此区别的元素的全体,常用A,B,C,X,Y,Z等表示,例如A={x∣f(x)>0}


模糊集合的定义


 设存在一个普通论域U,U到[0,1]区间的任一映射f都可以确定U的一个模糊集合,称为U上的模糊集合A。其中映射f叫做模糊集的隶属度函数,对于U上一个元素u,f(u)叫做u对于模糊集的隶属度,也可写作A(u)


a974f5d0660d1f31bbc15415fc8558ce_7c67f18c6f9c4486b59045e718265248.png

模糊集合的表示法


模糊集合:A(u)={uf(u)}


Zadeh表示法


当论域为离散集合时,一个模糊集合可以表示为:

image.png

当论域为连续集合时,一个模糊集合可以表示为:

image.png


注意:这里仅仅是借用了求和与积分的符号,并不表示求和与积分,仅仅代表集合


序数表示法


对于一个模糊集合来说,如果给出了论域上所有的元素以及其对应的隶属度,就等于表示出了该集合。所以,序对表示法出现了。


A={(u,fa(u))uU}


U:论域、u A ( u ):隶属函数、u:元素


模糊集合表示法示例


如果加上,这篇文章篇幅过长了,劳烦看客移步:模糊集合表示法示例


隶属函数


本节多有借鉴:隶属函数的确定–Evanism_小风铃


隶属度函数:Au(u)


 :若对论域(研究的范围)U中的任一元素x,都有一个数A(x)∈[0,1]与之对应,则称A为U上的模糊集,A(x)称为x对A的隶属度。当x在U中变动时,A(x)就是一个函数,称为A的隶属函数。


常见的隶属度函数

确定隶属函数常用的方法有以下三种:

  • 模糊统计法
  • 指派法
  • 借用已有的客观尺度

模糊统计法

a724a8d7d6d1e262ad035ee0fb1ebacb_42f7917399e24dcf880b283f0c28bd6a.png


指派法

指派法通过已有的函数模型,将自己的实例放入对应的函数模型中完成隶属函数的确定。

f8f96fea1d3997ae4bce039d9fdf506c_501aadf32368453d9ab06e82cc3c6a82.png

  • 偏大型的f(x)常常为增函数,而偏小型的为减函数

借用已有的客观尺度

d4d87cd9ad429cf33f4eaa34894b2afb_bc1cf2ea9d114d7b884ff1ecc977d414.png

2fccdb8000267435cdd3cca9d430672d_9f993660cbc5432eb2626cff6e17a0ef.png

de7f575c3fa2f41183324cec84234775_474806d0194b4a879b72733eaf9ecf37.png


以上隶属函数选用,可以参照指派法


为了不让此篇博客篇幅过长,以上所有出现的隶属函数的JAVA实现和具体的使用方法,劳烦移步:【人工智能】模糊隶属函数


模糊规则


回到最初的问题:

step1:找出语言变量(冷,温暖,热,多,少,随性)的所对应区间(模糊集合)、论域(取值范围)


(模糊规则): 如果天气冷,所以多穿衣服。

(变量uA取值范围):温度[-∞,+∞] ,但可以做出<10,[10,25],>25三个区间

(变量uB取值范围):穿衣指数[1,10],可以做出,[1,3],[3,6],[6,10]三个区间


这里穿衣指数仅仅是为了解题而假设出来,并没有实际含义

温度:<10:冷的区间; [10,25]:温暖的区间;>25:热的区间

穿衣指数:[1,3]:少的区间;[3,6]:随性区间;[6,10]:多的区间


step2:依据经验,使用合适的模糊隶属函数将模糊集合表示出来


a7358ec7fd53ccd6a57d730470c17eec_28cbce3f6e7249189faf564215a76b28.png


我所采用的是三角模糊隶属函数、和梯型模糊隶属函数,将其表示出来

可以得到,各自的隶属函数

226c93d696aa515ac32295a4357ea879_06b1963975c7438b9a531f4e3bebecbd.png


58878b53b17d56e33ddc73bd42900c05_5f1c4007ecb6455c95ebb8f4503ace96.png

这样,就可以得到任意一个温度,或者穿衣指数对其模糊集合的隶属度,


例如A(23){冷“”–0,“温暖”–0.267,“热”–0} B(4){“少”–0 ,“随性”–0.67,“多”–0}


step3:将所得到的隶属函数,组合成模糊关系矩阵

那么我们将规则做一个矩阵化处理,得到模糊关系:

1642965e7dd21d76bd0c13dd64b376c8_8feca38dd1f44c878757f2c285b05d68.png

例如,A(23){冷“”–0,“温暖”–0.267,“热”–0}B(4){“少”–0 ,“随性”–0.67,“多”–0}

A(23)→B(4) ={0 0 0;0 0.267 0;0 0 0} ,

也就是说

大前提:如果温暖,则舒适随性

小前提:23,则4,

结论:置信度是0.267


模糊计算的流程


模糊计算的过程可以分为四个模块:

模糊规则库、模糊化、推理方法和去模糊化


模糊规则库是专家提供的模糊规则。模糊化是根据隶属度函数从具体的输入得到对模糊集隶属度的过程。推理方法是从模糊规则和输入对相关模糊集的隶属度得到模糊结论的方法。去模糊化就是将模糊结论转化为具体的、精确的输出的过程。

4f0f614d8e30eebc0e3b4ec95e6e1e7e_afcd3f9018e04feb83262b77056bb505.png


示例:如果加上篇幅过长,劳烦移步:模糊推理附录(2)


9e0413f018e226c1d3ba2bcb61d11ca8_e8ea661e3dfe4c508d05831e6d8e1e15.png


相关文章
|
机器学习/深度学习 人工智能 自然语言处理
人工智能领域中训练、评估和推理概念的了解
人工智能领域中训练、评估和推理概念的了解
751 0
|
3月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
人工智能中的知识表示与推理
人工智能中的知识表示与推理
120 1
|
25天前
|
人工智能 前端开发
人工智能|ReACT 推理提示
**ReAct框架概览** ReAct融合推理与行动,提LLM性能: - 引入心理状态表达,强化答案质量。 - 多步思维,反馈循环优化决策。 应用场景拓展至智能助手,医疗等。 LangChain,ChatGPT工具实践ReAct。 后续深入学习,实战企业AI助理开发。 (225/240 characters)
24 1
|
2月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 分布式计算
人工智能平台PAI产品使用合集之在maxcompute上跑模型,如何在本地进行推理
阿里云人工智能平台PAI是一个功能强大、易于使用的AI开发平台,旨在降低AI开发门槛,加速创新,助力企业和开发者高效构建、部署和管理人工智能应用。其中包含了一系列相互协同的产品与服务,共同构成一个完整的人工智能开发与应用生态系统。以下是对PAI产品使用合集的概述,涵盖数据处理、模型开发、训练加速、模型部署及管理等多个环节。
人工智能平台PAI产品使用合集之在maxcompute上跑模型,如何在本地进行推理
|
8月前
|
机器学习/深度学习 存储 人工智能
人工智能学习-传教士-15数码-拟合-逻辑推理
人工智能学习-传教士-15数码-拟合-逻辑推理
34 0
|
存储 机器学习/深度学习 边缘计算
云边协同与人工智能AI的深度融合(云端训练、边端推理)
在面向物联网、大流量等场景下,为了满足更广连接、更低时延、更好控制等需求,云计算在向一种更加全局化的分布式节点组合形态进阶,边缘计算是其向边缘侧分布式拓展的新触角。
6635 0
|
机器学习/深度学习 人工智能 文字识别
LabVIEW开放神经网络交互工具包【ONNX】,大幅降低人工智能开发门槛,实现飞速推理
图形化编程,无需掌握文本编程基础即可完成机器视觉项目;支持Caffe2, PyTorch, MXNet,ML.NET,TensorRT 和 Microsoft CNTK等多种框架模型的调用并实现推理;支持Nvidia GPU、Intel等多种加速;集成了onnxRuntime加速推理引擎,实现CUDA,TensorRT加速
188 0
|
人工智能
【人工智能】模糊推理附录(2)
【人工智能】模糊推理附录(2)
72 0
|
人工智能
【人工智能】模糊推理附录(1)
【人工智能】模糊推理附录(1)
77 0
|
机器学习/深度学习 人工智能 自然语言处理
人工智能学会数学推理了,考试成绩比CS博士还高
人工智能学会数学推理了,考试成绩比CS博士还高

热门文章

最新文章