Джерри М. Мендель
Джерри М. Мендель | |
|---|---|
 | |
| Род занятий | Инженер , академик и автор |
| Академическое образование | |
| Образование | Бакалавр машиностроения Магистр электротехники Кандидат электротехники |
| Альма-матер | Политехнический институт Бруклина |
| Академическая работа | |
| Учреждения | Университет Южной Калифорнии |
| Веб-сайт | jmmprof |
Джерри М. Мендель — инженер , академик и писатель. Он является почетным профессором электротехники и вычислительной техники Университета Южной Калифорнии . [ 1 ]
Мендель является автором и соавтором 600 технических статей и 13 книг, в том числе «Неопределенные системы нечеткой логики, основанные на правилах: введение и новые направления» , «Объяснимые неопределенные нечеткие системы, основанные на правилах» , «Перцептивные вычисления: помощь людям в выработке субъективных суждений » и «Введение в типографию». 2 Управление на основе нечеткой логики: теория и применение . Он является лауреатом нескольких наград, в том числе медали столетия IEEE 1984 года , медали третьего тысячелетия IEEE в 2000 году, премии пионера нечетких систем IEEE Computational Intelligence Society в 2008 году. [ 2 ] 2015 г. награда за старшие научные исследования Школы инженерии Университета Южной Калифорнии Витерби , [ 3 ] и премию IEEE Lotfi A. Zade Pioneer Award за разработку и продвижение нечеткой логики типа 2 в 2021 году. [ 4 ]
Мендель — пожизненный член IEEE . [ 5 ] Почетный член Общества систем управления IEEE, [ 6 ] член Международной ассоциации нечетких систем, [ 7 ] Азиатско-Тихоокеанская ассоциация искусственного интеллекта, [ 8 ] и избранный член Сигмы Си . [ 9 ]
Образование
[ редактировать ]Мендель получил степень бакалавра наук в области машиностроения в 1959 году, степень магистра наук в области электротехники в 1960 году и степень доктора философии в области электротехники в 1963 году в Политехническом институте Бруклина . [ 10 ]
Карьера
[ редактировать ]В 1963 году Мендель начал работать в компании Douglas Aircraft (которая позже стала McDonnell Douglas ). Он поступил в Университет Южной Калифорнии в качестве приглашенного доцента электротехники в 1974 году, позже стал доцентом-исследователем в 1976 году, затем профессором-исследователем и, наконец, профессором в 1980 году. Он оставался в Университете Южной Калифорнии 44 года, в течение которых он и его студенты исследовали обработку сигналов на основе моделей для разведочной сейсмологии , статистику высшего порядка для негауссовских обработки нефтяных пластов данных, обработку сигналов с нечеткой логикой и расширенную фильтрацию Калмана , системы нечеткой логики типа 1 и типа 2, перцептивные вычисления для помощи людям в вынесении субъективных суждений, вычисления со словами и качественный сравнительный анализ нечеткого множества. В 2018 году ему было присвоено звание почетного профессора электротехники Университета Южной Калифорнии. [ 1 ]
Мендель был президентом Общества систем управления IEEE в 1986 году. [ 11 ] и в течение девяти лет он занимал должность в Административном комитете Общества вычислительной разведки IEEE, где он возглавлял Технический комитет по нечетким системам и Целевую группу по вычислениям со словами в этом комитете. [ 12 ]
Исследовать
[ редактировать ]Во время своей академической карьеры Мендель внес свой вклад в инженерную область своими исследованиями и публикациями, которые в первые годы его академической деятельности были сосредоточены на обработке сигналов на основе моделей , в основном на деконволюции данных сейсмической нефти разведки ; в средние годы его учебы они сосредоточились на статистической обработке сигналов высшего порядка; и в средние и поздние годы его учебы они сосредоточились на нечетких системах, особенно нечетких системах типа 2, а также вычислениях со словами и объяснимом искусственном интеллекте для нечетких систем, основанных на правилах. [ 13 ] Он и его ученики стали пионерами в развитии нечеткой логики второго типа, которая позволяет напрямую моделировать широкий спектр неопределенностей и выходит за рамки традиционной нечеткой логики (типа 1). Кроме того, он исследовал и количественно оценил факторы, способствующие превосходной производительности нечетких систем типа 1 по сравнению с нечеткими системами, интервальных нечетких систем типа 2 по сравнению с нечеткими системами типа 1 и общих нечетких систем типа 2 по сравнению с интервальными системами. нечеткие системы типа 2 и как объяснить результаты нечеткой системы, основанной на правилах. [ 1 ]
Работает
[ редактировать ]Мендель является автором или соавтором 13 книг. В учебнике 1995 года « Уроки теории оценивания для обработки сигналов, связи и управления » он провел один семестровый курс для аспирантов в области теории оценивания и алгоритмов оценивания. Джей Джей Шинк прокомментировал: «Аспиранты и исследователи в области электротехники найдут эту книгу отличным ресурсом как для введения в основные концепции оценки, так и в качестве справочного текста». [ 14 ] Его широко цитируемое руководство 1995 года о системах нечеткой логики типа 1 делает такие системы легко доступными для инженеров и специалистов по информатике. [ 15 ]
В учебнике 2001 года « Неопределенные системы нечеткой логики, основанные на правилах: введение и новые направления » Мендель представил детали и методологии теории нечетких множеств типа 1 и типа 2 для нечетких систем, основанных на правилах, и продемонстрировал, как нечеткая логика типа 2 может преодолеть ограничения классической нечеткой логики (типа 1). Второе издание этой книги было опубликовано в 2017 году, а третье издание — в 2024 году под названием « Объяснимые неопределенные нечеткие системы, основанные на правилах» . В своей рецензии на первое издание, опубликованной в журнале IEEE Computational Intelligence Magazine , академики Воэй Ван Тан и Тек Ви Чуа отметили: «...это выдающаяся книга, которую настоятельно рекомендуется аспирантам, практикам и исследователям, работающим в области общих исследований. область вычислительного интеллекта». [ 16 ]
Мендель далее исследовал область управления нечеткой логикой типа 2 в книге « Введение в управление нечеткой логикой типа 2: теория и применение », написанной в соавторстве с 2014 года. логическое управление. [ 17 ] В 2010 году он стал соавтором книги «Перцептивные вычисления: помощь людям в выработке субъективных суждений» , в которой впервые объясняется, как вычисления со словами и нечеткими множествами типа 2 могут помочь в вынесении субъективных суждений. В своем обзоре Джон Терри Рикард написал: «Я настоятельно рекомендую эту книгу всем, кто интересуется вычислительным интеллектом с использованием нечетких систем». [ 18 ]
Системы нечеткой логики
[ редактировать ]Мендель изучал системы нечеткой логики на протяжении всей своей карьеры, начиная с нечетких множеств и систем типа 1, а затем нечетких множеств и систем типа 2. В 1992 году он сотрудничал с Ли-Синь Вангом для создания метода Ванга-Менделя (WM) для извлечения нечетких правил из числовых данных, тем самым создав комбинированную базу нечетких правил, способную аппроксимировать непрерывные функции с высокой точностью в компактном наборе, и продемонстрировал возможность его применения в различных областях. [ 19 ] Далее он сотрудничал с Ли-Синь Вангом, чтобы продемонстрировать, что выходные данные нечеткой системы типа 1 могут быть выражены как линейная комбинация так называемых нечетких базисных функций, и что такая система может равномерно аппроксимировать любую действительную непрерывную функцию на компакте. набор, что делает его нелинейным аппроксиматором универсальной функции. [ 20 ] В 1997 году он вместе с Джорджем Музурисом разработал неодноэлементные нечеткие системы, которые позволили очень эффективно обрабатывать зашумленные данные с помощью нечеткой системы. [ 21 ]
В 1999 году Мендель и его ученики Нилеш Карник и Цилиан Лян представили системы нечеткой логики типа 2 и продемонстрировали, что они превосходят системы нечеткой логики типа 1 и классификаторы ближайших соседей, предлагая улучшенную производительность при обработке неопределенностей. Их статья 1999 года получила награду IEEE Transactions on Fuzzy Systems за выдающуюся работу в 2002 году. [ 22 ]
Мендель является изобретателем или соавтором множества новых статей о нечетких множествах и системах типа 2, в том числе: математическое представление нечеткого множества типа 2 в виде волнистого среза, полные теории общих систем нечеткой логики 2 типа и интервального типа. -2 системы нечеткой логики, редукция типа, которая отображает нечеткое множество типа 2 в нечеткое множество типа 1, то, что необходимо для получения числового вывода такой системы, центроид нечеткого множества типа 2 , Карника-Менделя (KM) и усовершенствованные алгоритмы KM, а также теорию разделения правил первого и второго порядка, которые помогают различать нечеткие системы и предполагают, что более сильное формирование пространства состояний интервальными нечеткими системами типа 2 может привести к повышению производительности, [ 23 ] и что общие нечеткие системы типа 2 потенциально могут превзойти интервальные нечеткие системы типа 2 из-за максимальных изменений, происходящих в разделах правил второго порядка. [ 24 ]
В статье 2020 года, обобщающей вклад в область нечетких множеств и систем типа 2, было обнаружено, что среди 20 наиболее цитируемых статей Мендель и его ученики имеют наибольшее количество и цитирований в этой области, причем он является единственным или соавтор 12 из этих статей, включая наиболее цитируемую. [ 25 ]
Вычисления со словами
[ редактировать ]Мендель представил архитектуру под названием Perceptual Computer (Per-C) для вычислений со словами, которая использует нечеткие множества типа 2 для обработки лингвистических неопределенностей, связанных со значениями слов; он обеспечивает взаимодействие человека и компьютера посредством слов. [ 26 ] Одним из основных компонентов Per-C является блок кодирования, в котором слова моделируются с использованием данных, которые легко собрать либо от группы субъектов, либо, если Per-C используется в качестве личного консультанта, от одного субъекта. Он и его ученики (Фейлун Лю, Дунгруй Ву и Миньшэнь Хао) разработали три метода для этого. Per-C можно использовать для помощи людям в принятии субъективных суждений, таких как финансовые, медицинские, социальные решения и решения в области безопасности. Более 10 лет работы над Per-C описаны в его соавторской монографии « Перцептивные вычисления: помощь людям в выработке субъективных суждений» . [ 27 ]
Объяснимый искусственный интеллект
[ редактировать ]Мендель также совместно с Пьеро Бонниссоне исследовал концепцию объяснимого искусственного интеллекта (XAI) в контексте нечетких систем, основанных на правилах, подчеркивая ограничения объяснения результатов с использованием традиционных правил ЕСЛИ-ТО и предлагая новый подход для создания кратких объяснений. путем выявления небольшого подмножества правил, связанных с конкретными лингвистическими предшественниками. [ 28 ] Кроме того, он подчеркнул (вместе с Донгруем Ву) эффективность подхода лингвистического резюмирования с использованием правил ЕСЛИ-ТО и представил меры качества для выявления надежных и исключительных правил и данных для улучшения понимания данных и прогнозирования. [ 29 ]
Деконволюция
[ редактировать ]Мендель исследовал проблему обработки сейсмических данных, называемую деконволюцией, связанную с разведкой нефти. Он разработал метод фильтрации Калмана для получения оптимальных сглаженных оценок последовательности коэффициентов отражения, которые содержат важную информацию о геометрии недр. Он также совместно изучал (вместе с Ли-Синь Ваном) использование искусственных нейронных сетей, в частности нейронных сетей Хопфилда, для ускорения задач обработки сейсмических сигналов, в частности деконволюции с минимальной ошибкой прогнозирования и оценки вейвлетов, и доказал, что этот подход весьма эффективен. эффективный. [ 30 ] В статье, написанной в соавторстве с Джоном Кормуло и получившей в 1983 году награду Общества геонауки и дистанционного зондирования IEEE за лучшую транзакционную статью, он далее рассмотрел ряд проблем сейсмической деконволюции, используя подход максимального правдоподобия (сейсмической) деконволюции (MLD), который включает в себя использование технологии переменных состояния (сглаживания), оценки максимального правдоподобия и модели разреженной серии импульсов для обнаружения отражателей. [ 31 ]
Статистика высшего порядка
[ редактировать ]Мендель и его ученики разработали методы обработки сигналов, которые использовали статистику более высокого порядка для борьбы с негауссовостью, включая идентификацию систем с неминимальной фазой, оценку параметров для моделей AR, ARMA и MA, гармонический поиск и обработку массивов. Его статья в соавторстве с Георгиосом Яннакисом об идентификации систем с неминимальной фазой получила премию IEEE Signal Processing Society 1992 Paper Award. [ 32 ]
Награды и почести
[ редактировать ]- 2004 – Товарищ по жизни, IEEE [ 12 ]
- 2008 – Премия пионера нечетких систем, Общество вычислительной разведки IEEE [ 2 ]
- 2009 – научный сотрудник Международной ассоциации нечетких систем. [ 7 ]
- 2021 – Премия пионера Лотфи А. Заде, IEEE [ 4 ]
Библиография
[ редактировать ]Избранные книги
[ редактировать ]- Деконволюция максимального правдоподобия: путешествие в обработку сигналов на основе моделей (1990) ISBN 0-387-97208-0
- Уроки теории оценки для обработки сигналов, связи и управления (1995) ISBN 9780131209817
- Введение в системы нечеткой логики, основанные на правилах (2001) ISBN 9780130409690
- Перцептивные вычисления: помощь людям в вынесении субъективных суждений (2010) ISBN 9780470478769
- Введение в управление нечеткой логикой типа 2: теория и применение (2014) ISBN 9781118278390
- Неопределенные системы нечеткой логики, основанные на правилах: введение и новые направления (2017) ISBN 9783319513690
Избранные статьи
[ редактировать ]- Кормило, Дж. и Дж. М. Мендель (1983). Сейсмическая деконволюция максимального правдоподобия. Транзакции IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию, 21 (1), 72–82.
- Яннакис, ГБ и Дж. М. Мендель (1989). Идентификация неминимально-фазовых систем с использованием статистики высшего порядка. Транзакции IEEE по акустике, речи и обработке сигналов. 37 (3), 360–377.
- Мендель, Дж. М. (1991). Учебное пособие по статистике высшего порядка (спектрам) в обработке сигналов и теории систем: теоретические результаты и некоторые приложения. Труды IEEE, 79 (3), 278–305.
- Ван, Л.К., и Мендель, Дж.М. (1992). Генерация нечетких правил на основе примеров. Транзакции IEEE по системам, человеку и кибернетике, 22 (6), 1414–1427.
- Ван, Л.К., и Мендель, Дж.М. (1992). Нечеткие базисные функции, универсальная аппроксимация и обучение ортогональным методом наименьших квадратов. Транзакции IEEE в нейронных сетях, 3 (5), 807–814.
- Мендель, Дж. М. (1995). Системы нечеткой логики в технике: учебное пособие. Труды IEEE, 83 (3), 345–377.
- Карник, Н.Н., Дж.М. Мендель и К. Лян (1999). Системы нечеткой логики второго типа. Транзакции IEEE в нечетких системах, 7 (6), 643–658.
- Лян, К. и Дж. М. Мендель (2000). Интервальные системы нечеткой логики 2-го типа: Теория и проектирование. Транзакции IEEE в нечетких системах, 8 (5), 535–550.
- Мендель, Дж. М., и Джон, Р.Б. (2002). Нечеткие множества типа 2 стали проще. Транзакции IEEE в нечетких системах, 10 (2), 117–127.
- Мендель, Дж. М. (2002). Архитектура для вынесения суждений с использованием словесных вычислений. Международный журнал прикладной математической информатики, 12 (3), 325–335.
- Мендель Дж. М., Джон Р. И. и Лю Ф. (2006). Интервальные системы нечеткой логики 2-го типа стали проще. Транзакции IEEE в нечетких системах, 14 (6), 808–821.
- Ву, Д. и Дж. М. Мендель (2011). О непрерывности систем нечеткой логики 1-го и интервального 2-го рода. Транзакции IEEE в нечетких системах, 19 (1), 179–192.
- Мендель, Дж. М. (2018). Сравнение потенциала производительности интервальных и общих нечетких систем, основанных на правилах типа 2, с точки зрения формирования пространства состояний. Транзакции IEEE в нечетких системах, 27 (1), 58–71.
- Мендель, Дж. М., и Бониссоне, П. П. (2021). Критическое мышление об объяснимом ИИ (XAI) для нечетких систем, основанных на правилах. Транзакции IEEE в нечетких системах, 29 (12), 3579–3593.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с «USC - Инженерная школа Витерби - Справочник факультетов Витерби» . viterbi.usc.edu .
- ^ Jump up to: а б «USC - Инженерная школа Витерби - Достижения ветеранов школы Витерби в области нечеткой логики попадают в фокус внимания IEEE» . viterbi.usc.edu .
- ^ «Научно-исследовательская премия ВСОЭ» . ОСК Витерби | Инженерная школа .
- ^ Jump up to: а б «Пионерская премия Лютфи А. Заде» . IEEE SMC .
- ^ «IEEE International» . ОСК Витерби | Инженерная школа .
- ^ «Джерри М. Мендель — обладатель награды выдающегося члена IEEE CSS в 1983 году | Общество систем управления IEEE» . www.ieeecss.org .
- ^ Jump up to: а б «Домашняя страница» . fuzzysystems.org .
- ^ «Азиатско-Тихоокеанская ассоциация искусственного интеллекта» . cn.aaia-ai.org .
- ^ «Справочник участников» . www.sigmaxi.org .
- ^ «Джерри М. Мендель» . sipi.usc.edu .
- ^ «Президент | Общество систем управления IEEE» . ieecss.org .
- ^ Jump up to: а б «Джерри М. Мендель» .
- ^ «Джерри М. Мендель» . ученый.google.com .
- ^ Шинк, Джей-Джей (1996). «Уроки теории оценивания для обработки сигналов, связи и управления [обзоры книг]» . Транзакции IEEE при автоматическом управлении . 41 (10): 1552. doi : 10.1109/tac.1996.539445 .
- ^ Мендель, Дж. М. (1995). «Системы нечеткой логики в технике: учебное пособие» . Труды IEEE . 83 (3): 345–377. дои : 10.1109/5.364485 .
- ^ Тан, Воэй Ван; Чуа, Тек Ви (2007). «Неопределенные системы нечеткой логики, основанные на правилах: введение и новые направления (Мендель, Дж. М.; 2001) [рецензия на книгу]» . Журнал IEEE Computational Intelligence . 2 : 72–73. дои : 10.1109/mci.2007.357196 .
- ^ Введение в управление нечеткой логикой типа 2: теория и приложения | WorldCat.org . OCLC 881386615 .
- ^ Рикард, Джон Терри (2011). «Перцептивные вычисления: помощь людям в выработке субъективных суждений (Мендель, Дж. М. и Ву, Д.; 2010) [обзор книги]» . Журнал IEEE Computational Intelligence . 6 (2): 59–62. дои : 10.1109/mci.2011.940629 .
- ^ Ван, Л.-Х.; Мендель, Дж. М. (1992). «Генерация нечетких правил на основе примеров» . Транзакции IEEE по системам, человеку и кибернетике . 22 (6): 1414–1427. дои : 10.1109/21.199466 .
- ^ Ван, Л.-Х.; Мендель, Дж. М. (1992). «Нечеткие базисные функции, универсальная аппроксимация и обучение ортогональным методом наименьших квадратов» . Транзакции IEEE в нейронных сетях . 3 (5): 807–814. дои : 10.1109/72.159070 . ПМИД 18276480 .
- ^ Музури, Греция; Мендель, Дж. М. (1997). «Несинглтонные системы нечеткой логики: теория и применение» . Транзакции IEEE в нечетких системах . 5 : 56–71. дои : 10.1109/91.554447 .
- ^ Карник, Н.Н.; Мендель, Дж. М.; Цилиан Лян (1999). «Системы нечеткой логики второго типа» . Транзакции IEEE в нечетких системах . 7 (6): 643–658. дои : 10.1109/91.811231 .
- ^ Мендель, Джерри М. (2018). «Объяснение потенциала производительности нечетких систем, основанных на правилах, как <italic>большое моделирование пространства состояний</italic>» . Транзакции IEEE в нечетких системах . 26 (4): 2362–2373. дои : 10.1109/tfuzz.2017.2774190 .
- ^ Мендель, Джерри М. (2019). «Сравнение потенциала производительности интервальных и нечетких систем, основанных на правилах общего типа 2, с точки зрения моделирования пространства состояний» . Транзакции IEEE в нечетких системах . 27 : 58–71. дои : 10.1109/tfuzz.2018.2856184 .
- ^ «Библиометрический обзор области нечетких множеств и систем типа 2» (PDF) .
- ^ Мендель, Дж. М. (2001). «Перцептивный компьютер: архитектура вычислений с помощью слов» . 10-я Международная конференция IEEE по нечетким системам. (Кат. номер 01CH37297) . Том. 1. С. 35–38. дои : 10.1109/fuzz.2001.1007239 . ISBN 0-7803-7293-Х .
- ^ «Перцептивные вычисления: помощь людям в принятии субъективных суждений» . ИИЭЭ .
- ^ Мендель, Джерри М.; Бониссоне, Пьеро П. (2021). «Критическое мышление относительно объяснимого ИИ (XAI) для нечетких систем, основанных на правилах» . Транзакции IEEE в нечетких системах . 29 (12): 3579–3593. дои : 10.1109/tfuzz.2021.3079503 .
- ^ Ву, Донгруй; Мендель, Джерри М.; Джу, Джин (2010). Лингвистическое обобщение с использованием правил ЕСЛИ-ТО . стр. 1–8. дои : 10.1109/fuzzy.2010.5584500 . ISBN 978-1-4244-6919-2 .
- ^ «Выбиратель» . Chooser.crossref.org . дои : 10.1190/1.1443281 .
- ^ Кормило, Джон Дж.; Мендель, Джерри М. (1983). «Сейсмическая деконволюция максимального правдоподобия» . Транзакции IEEE по геонаукам и дистанционному зондированию . GE-21 (1): 72–82. Бибкод : 1983ITGRS..21...72K . дои : 10.1109/tgrs.1983.350532 .
- ^ Яннакис, Великобритания; Мендель, Дж. М. (1989). «Идентификация неминимально-фазовых систем с использованием статистики высшего порядка» . Транзакции IEEE по акустике, речи и обработке сигналов . 37 (3): 360–377. дои : 10.1109/29.21704 .