Нечеткая когнитивная карта
![]() | Эта статья может быть слишком технической для понимания большинства читателей . ( декабрь 2017 г. ) |

Нечеткая когнитивная карта ( FCM ) — это когнитивная карта , в которой отношения между элементами (например, концепциями, событиями, ресурсами проекта) «ментального ландшафта» могут использоваться для расчета «силы воздействия» этих элементов. Нечеткие когнитивные карты были предложены Бартом Коско . [1] [2] Роберт Аксельрод представил когнитивные карты как формальный способ представления социальных научных знаний и моделирования принятия решений в социальных и политических системах, а затем применил вычисления. [3]
Подробности
[ редактировать ]Нечеткие когнитивные карты представляют собой подписанные нечетко ориентированные графы . Электронные таблицы или таблицы используются для преобразования FCM в матрицы для дальнейших вычислений.FCM — это метод, используемый для получения и представления причинно-следственных знаний. Он поддерживает процесс рассуждения причинно-следственных знаний и принадлежит к нейро-нечеткой системе, целью которой является решение проблем принятия решений, моделирование и симуляция сложных систем . [4] Алгоритмы обучения были предложены для обучения и обновления весов FCM, в основном на основе идей, исходящих из области искусственных нейронных сетей . [5] Методологии адаптации и обучения, используемые для адаптации модели FCM и корректировки ее весов. Коско и Дикерсон (Dickerson & Kosko, 1994) предложили дифференциальное обучение Хеббиана (DHL) для обучения FCM. [6] Были предложены алгоритмы, основанные на исходном алгоритме Хеббиана; [7] другие алгоритмы происходят из области генетических алгоритмов , роевого интеллекта. [8] и эволюционные вычисления . [9] Алгоритмы обучения используются для преодоления недостатков, присущих традиционному FCM, то есть уменьшения вмешательства человека с помощью предлагаемых автоматизированных кандидатов FCM; или активируя только самые важные концепции при каждом выполнении; или сделав модели более прозрачными и динамичными. [10]
Нечеткие когнитивные карты (FCM) приобрели значительный исследовательский интерес благодаря своей способности представлять структурированные знания и моделировать сложные системы в различных областях. Этот растущий интерес привел к необходимости совершенствования и создания более надежных моделей, которые могут лучше отражать реальные ситуации.Первое простое применение FCM описано в книге. [11] Уильяма Р. Тейлора, где анализируется война в Афганистане и Ираке. В Барта Коско книге «Нечеткое мышление » [12] несколько диаграмм Хассе иллюстрируют использование FCM. В качестве примера один FCM цитирует Рода Тейбера. [13] описывает 11 факторов американского рынка кокаина и взаимосвязь между этими факторами. Для вычислений Тейлор использует пятивалентную логику (скалярные значения из {-1,-0,5,0,+0,5,+1}). Эта конкретная карта Табера использует трехвалентную логику (скалярные значения из {-1,0,+1}). Табер и др. также проиллюстрируйте динамику слияния карт и приведите теорему о сходимости комбинации в соответствующей статье. [14]
Хотя приложения в социальных науках [11] [12] [13] [15] представили публике FCM, они используются в гораздо более широком спектре приложений, все из которых связаны с созданием и использованием моделей. [16] неопределенности и сложных процессов и систем. Примеры:
- В бизнесе FCM можно использовать для планирования продукции. [17] и поддержка принятия решений. [18]
- В экономике FCM поддерживают использование теории игр в более сложных условиях. [19]
- В образовании для моделирования критических факторов успеха систем управления обучением . [20]
- В медицинских приложениях для моделирования систем, диагностики, [21] разрабатывать системы поддержки принятия решений [22] [23] и медицинское обследование . [24]
- В технике моделирования и управления [25] преимущественно сложных систем [26] и техника надежности [27]
- При планировании проекта FCM помогают анализировать взаимные зависимости между ресурсами проекта.
- В робототехнике [12] [28] FCM помогают машинам разрабатывать нечеткие модели окружающей среды и использовать эти модели для принятия четких решений.
- При обучении с помощью компьютера FCM позволяют компьютерам проверять, понимают ли учащиеся уроки. [29]
- В экспертных системах [13] несколько или множество МКК могут быть объединены в один МКК для обработки оценок знающих лиц. [30]
- В управлении ИТ-проектами методология на основе FCM помогает успешному моделированию, [31] анализ и оценка рисков, [32] [33] ИТ-сценарии [34]
FCMappers — международное онлайн-сообщество для анализа и визуализации нечетких когнитивных карт. [35] FCMappers предлагает поддержку для начала работы с FCM, а также предоставляет инструмент на базе Microsoft Excel , который позволяет проверять и анализировать FCM. Результаты сохраняются в виде файла Pajek и могут быть визуализированы с помощью стороннего программного обеспечения, такого как Pajek, Visone и т. д. Они также предлагают адаптировать программное обеспечение к конкретным исследовательским потребностям.
Дополнительные программные инструменты FCM, такие как Mental Modeler, [36] [37] недавно были разработаны в качестве инструмента поддержки принятия решений для использования в социальных исследованиях, совместном принятии решений и планировании природных ресурсов .
См. также
[ редактировать ]- Причинно-следственная диаграмма
- Диаграмма причинно-следственной петли
- Системная динамика
- Когнитивная карта
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Барт Коско (1986). « Нечеткие когнитивные карты » (PDF) . Международный журнал человеко-машинных исследований . 24 : 65–75. дои : 10.1016/S0020-7373(86)80040-2 .
- ^ Дикерсон, Джули А.; Коско, Барт (1994). «Виртуальные миры как нечеткие когнитивные карты» (PDF) . sipi.usc.edu . Архивировано из оригинала (PDF) 2 сентября 2006 года . Проверено 13 января 2022 г.
- ^ Аксельрод, Роберт (1976). Структура решения: когнитивная карта политических элит . Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-10050-0 .
- ^ Салмерон, Хосе Л. (2012). «Нечеткие когнитивные карты для прогнозирования искусственных эмоций». Прикладные мягкие вычисления . 12 (2): 3704–3710. дои : 10.1016/j.asoc.2012.01.015 .
- ^ Салмерон, Хосе Л.; Фрёлих, В. (2016). «Динамическая оптимизация нечетких когнитивных карт для прогнозирования временных рядов». Системы, основанные на знаниях . 105 : 29–37. дои : 10.1016/j.knosys.2016.04.023 .
- ^ «IEEEBook8.dvi» (PDF) . Home.eng.iastate.edu . Проверено 9 января 2017 г.
- ^ Папагеоргиу, Э.И.; Стилиос, компакт-диск; Грумпос, ПП (2004). «Алгоритм активного обучения Хебба для обучения нечетких когнитивных карт». Международный журнал приближенного рассуждения . 37 (3): 219. doi : 10.1016/j.ijar.2004.01.001 .
- ^ Папагеоргиу, Эльпиники И.; Парсопулос, Константинос Э.; Стилиос, Златоуст С.; Гроумпос, Петрос П.; Врахатис, Майкл Н. (2005). «Обучение на нечетких когнитивных картах с использованием оптимизации роя частиц». Журнал интеллектуальных информационных систем . 25:95 . дои : 10.1007/s10844-005-0864-9 . S2CID 878213 .
- ^ Стах, В.; Курган, Л.; Педрич, В.; Реформат, М. (2005). «Эволюционное развитие нечетких когнитивных карт». 14-я Международная конференция IEEE по нечетким системам, 2005 г. FUZZ '05 . стр. 619–. дои : 10.1109/FUZZY.2005.1452465 . ISBN 0-7803-9159-4 . S2CID 206671682 .
- ^ Папагеоргиу, Эльпиники И.; Стилиос, Златоуст; Гроумпос, Питер П. (2006). «Методы обучения без учителя для точной настройки причинно-следственных связей нечеткой когнитивной карты». Международный журнал человеко-компьютерных исследований . 64 (8): 727. doi : 10.1016/j.ijhcs.2006.02.009 .
- ^ Jump up to: а б Уильям Р. Тейлор: Смертельное американское замешательство (Как Буш и пацифисты потерпели неудачу в войне с терроризмом) , 2006 г., ISBN 0-595-40655-6 (приложение FCM в главе 14). Архивировано 30 сентября 2007 г. в Wayback Machine.
- ^ Jump up to: а б с Барт Коско: Нечеткое мышление , 1993/1995, ISBN 0-7868-8021-X (Глава 12: Адаптивные нечеткие системы)
- ^ Jump up to: а б с Род Тейбер: Обработка знаний с помощью нечетких когнитивных карт , Экспертные системы с приложениями, том. 2, нет. 1, 83–87, 1991 ( диаграмма Хассе в немецкой Википедии)
- ^ Табер, Род; Ягер, Рональд Р.; Хельгасон, Кэти М. (2007). «Влияние квантования на равновесное поведение комбинированных нечетких когнитивных карт». Международный журнал интеллектуальных систем . 22 (2): 181. doi : 10.1002/int.20185 . S2CID 205964356 .
- ^ Костас Неоклеус, Христос Шизас, Костас Йенетлис: Нечеткие когнитивные модели в изучении политической динамики - пример кипрской проблемы. Архивировано 29 сентября 2007 г., в Wayback Machine.
- ^ Хризостомос Д. Стилиос, Вула К. Георгопулос, Питер П. Гроумпос: Использование нечетких когнитивных карт в системах моделирования. Архивировано 20 июля 2011 г., в Wayback Machine.
- ^ Энтони Джеттер: Планирование продукта в нечетком интерфейсе , 2005, ISBN 3-8350-0144-2
- ^ Салмерон, Хосе Л. (2009). «Поддержка лиц, принимающих решения, с помощью нечетких когнитивных карт». Научно-технологический менеджмент . 52 (3): 53–59. дои : 10.1080/08956308.2009.11657569 . S2CID 150765164 .
- ^ Веса А. Нисканен: Применение нечетких лингвистических когнитивных карт к дилемме заключенного , 2005, ICIC International, стр. 139–152, ISSN 1349–4198. Архивировано 29 сентября 2007 г., в Wayback Machine.
- ^ Салмерон, Хосе Л. (2009). «Дополненные нечеткие когнитивные карты для моделирования критических факторов успеха LMS». Системы, основанные на знаниях . 22 (4): 53–59. дои : 10.1016/j.knosys.2009.01.002 .
- ^ Георгопулос, Вула С; Маландраки, Джорджия А; Стилиос, Златоуст Д. (2003). «Подход с нечеткой когнитивной картой к дифференциальной диагностике конкретных языковых нарушений». Искусственный интеллект в медицине . 29 (3): 261–78. дои : 10.1016/S0933-3657(02)00076-3 . ПМИД 14656490 .
- ^ Папагеоргиу, Э.И.; Стилиос, компакт-диск; Грумпос, ПП (2003). «Интегрированная двухуровневая иерархическая система принятия решений в лучевой терапии на основе нечетких когнитивных карт». Транзакции IEEE по биомедицинской инженерии . 50 (12): 1326–39. дои : 10.1109/TBME.2003.819845 . ПМИД 14656062 . S2CID 1434928 .
- ^ Салмерон, Хосе Л.; Папагеоргиу, Э. (2012). «Система поддержки принятия решений на основе нечетких серых когнитивных карт для планирования лучевой терапии». Системы, основанные на знаниях . 30 (1): 151–160. дои : 10.1016/j.knosys.2012.01.008 .
- ^ Георгопулос, Вула К.; Стилиос, Хризостомос Д. (2015). «Структура супервизорной нечеткой когнитивной карты для сортировочной оценки и поддержки принятия решений в отделении неотложной помощи». Методики, технологии и приложения моделирования и моделирования . Достижения в области интеллектуальных систем и вычислений. Том. 319. стр. 255–69. дои : 10.1007/978-3-319-11457-6_18 . ISBN 978-3-319-11456-9 .
- ^ Гроумпос, Питер П.; Стилиос, Хризостомос Д. (январь 2000 г.). «Нечеткие когнитивные карты в моделировании систем диспетчерского управления — IOS Press» . Журнал интеллектуальных и нечетких систем . 8 (1): 83–98 . Проверено 9 января 2017 г.
- ^ Стилиос, компакт-диск; Грумпос, ПП (2004). «Моделирование сложных систем с использованием нечетких когнитивных карт». Транзакции IEEE о системах, человеке и кибернетике. Часть A: Системы и люди . 34 : 155. дои : 10.1109/TSMCA.2003.818878 . S2CID 10611311 .
- ^ Салмерон, Хосе Л.; Гутьеррес, Э. (2012). «Нечеткие серые когнитивные карты в области обеспечения надежности». Прикладные мягкие вычисления . 12 (12): 3818–3824. дои : 10.1016/j.asoc.2012.02.003 .
- ^ Марк Бёлен: Больше роботов в клетках ,
- ^ Бенджо А. Джулиано, Уилис Бэндлер: Отслеживание цепочек мыслей (нечеткие методы в когнитивной диагностике) , Physica-Verlag Heidelberg 1996, ISBN 3-7908-0922-5
- ^ WB Васанта Кандасами, Флорентин Смарандаш: нечеткие когнитивные карты и нейтрософские когнитивные карты , 2003, ISBN 1-931233-76-4
- ^ Родригес-Реписо, Луис; Сетчи, Россица; Салмерон, Хосе Л. (2007). «Моделирование успеха ИТ-проектов с помощью нечетких когнитивных карт». Экспертные системы с приложениями . 32 (2): 543. doi : 10.1016/j.eswa.2006.01.032 .
- ^ Салмерон, Хосе Л.; Лопес, К. (2010). «Многокритериальный подход к оценке рисков при сопровождении ERP». Журнал систем и программного обеспечения . 83 (10): 1941–1953. дои : 10.1016/j.jss.2010.05.073 .
- ^ Салмерон, Хосе Л.; Лопес, К. (2012). «Прогнозирование влияния рисков на обслуживание ERP с помощью дополненных нечетких когнитивных карт». Транзакции IEEE по разработке программного обеспечения . 38 (2): 439–452. дои : 10.1109/TSE.2011.8 . S2CID 14713607 .
- ^ Салмерон, Хосе Л.; Видаль, Р.; Мена, А. (2012). «Ранжирование сценариев на основе нечетких когнитивных карт с помощью TOPSIS». Экспертные системы с приложениями . 39 (3): 2443–2450. дои : 10.1016/j.eswa.2011.08.094 .
- ^ FCMappers - международное сообщество нечетких когнитивных карт: http://www.FCMappers.net/
- ^ Грей, Стивен А.; Грей, Стефан; Кокс, Линда Дж.; Хенли-Шепард, Сара (2013). «Mental Modeler: инструмент моделирования когнитивных карт с нечеткой логикой для адаптивного управления окружающей средой». 2013 46-я Гавайская международная конференция по системным наукам . стр. 965–. дои : 10.1109/HICSS.2013.399 . ISBN 978-1-4673-5933-7 . S2CID 1413540 .
- ^ «Когнитивное картирование нечеткой логики» . Ментальный моделист . Проверено 9 января 2017 г.