Перцептивные вычисления

Перцептивные вычисления — это применение вычислений Заде теории со словами в области помощи людям в вынесении субъективных суждений.

Перцептивный компьютер

Перцептивный компьютер — Per-C — реализация перцептивных вычислений — имеет архитектуру, изображенную на рис. 1 [2]–[6]. Он состоит из трех компонентов: кодера, механизма CWW и декодера. Восприятия – слова – активируют Per-C и являются выходными данными Per-C (вместе с данными); таким образом, человек может взаимодействовать с Per-C, используя только словарь.

Рисунок 1. Архитектура перцептивного компьютера.

Словарь зависит от приложения (контекста) и должен быть достаточно большим, чтобы конечный пользователь мог взаимодействовать с Per-C удобным для пользователя способом. Кодер преобразует слова в нечеткие множества (FS) и создает кодовую книгу — слова с соответствующими моделями FS. Выходы кодера активируют функцию «Вычисления со словами». ^[1] (CWW) механизм, выходные данные которого представляют собой одну или несколько других FS, которые затем преобразуются декодером в рекомендацию (субъективное суждение) с вспомогательными данными. Рекомендация может иметь форму слова, группы схожих слов, ранга или класса.

Хотя для реализации трех компонентов Per-C – кодера, декодера и механизма CWW необходимо множество деталей – и они описаны в [5], именно тогда, когда Per-C применяется к конкретным приложениям, основное внимание уделяется методология становится понятной. Если отойти от этих деталей, то методология перцептивных вычислений такова:

Сосредоточьтесь на приложении ( A ).
Создайте словарь (или словари) для A .
Соберите данные о конечных точках интервала у группы испытуемых (представителей испытуемых, которые будут использовать Per-C) для всех слов в словаре.
Сопоставьте собранные данные о словах с FOU-словами, используя интервальный подход [1], [5, гл. 3]. Результатом этого является кодовая книга (или кодовые книги) для A и завершается разработка кодера Per-C.
Выберите подходящий движок CWW A. для Он сопоставит IT2 FS с одной или несколькими IT2 FS. Примерами двигателей CWW являются: правила ЕСЛИ-ТО [5, гл. 6] и лингвистические средневзвешенные значения [6], [5, гл. 5].
Если существующий механизм CWW доступен для A , затем используйте его доступную математику для вычисления его выходных данных. В противном случае разработайте такую математику для нового типа двигателя CWW. Новый двигатель CWW должен быть ограничен ^[2] так, чтобы его выходные данные напоминали FOU в кодовой книге для A .
Сопоставьте выходные данные IT2 FS от механизма CWW с рекомендацией на выходе декодера. Если рекомендацией является слово, ранг или класс, то для выполнения этого отображения используйте существующую математику [5, гл. 4]. В противном случае разработайте такую математику для нового типа декодера.

Приложения Per-C

На сегодняшний день Per-C реализован для следующих четырех приложений: (1) принятие инвестиционных решений, (2) принятие социальных решений, (3) распределенное принятие решений и (4) иерархическое и распределенное принятие решений. Конкретным примером четвертого применения является так называемый советник по суждениям о публикациях в журналах [5, гл. 10], в котором впервые на каждом уровне следующего иерархического и распределенного процесса принятия решений используются только слова:

n рецензенты должны предоставить субъективную рекомендацию по журнальной статье, отправленной им заместителем редактора, который затем должен объединить независимые рекомендации в окончательную рекомендацию, которая отправляется главному редактору журнала. Поскольку очень проблематично просить рецензентов предоставить числовые оценки по подкатегориям оценки статьи (две основные категории — «Техническое качество» и «Презентация» ), таким как важность, содержание, глубина, стиль, организация, ясность, ссылки и т. д., каждому рецензенту будет предложено предоставить лингвистическую оценку только по каждой из этих категорий. Их не попросят дать общую рекомендацию по статье, потому что в прошлом рецензенты, которые давали одинаковые числовые оценки для таких категорий, довольно часто давали совершенно разные рекомендации по публикации. Такие несоответствия можно надеяться устранить, оставив конкретную рекомендацию заместителю редактора.

То, как слова могут быть агрегированы для отражения рекомендаций каждого рецензента, а также опыта каждого рецензента в отношении предмета статьи, определяется с использованием лингвистически взвешенного среднего значения. Хотя консультант по оценке публикаций в журнале использует рецензентов и заместителя редактора, слово «рецензент» можно заменить на судью, эксперта, менеджера низшего звена, командира, рецензента и т. д., а термин «младший редактор» можно заменить на слово «контролер». центр, командный центр, менеджер более высокого уровня и т. д. Таким образом, это приложение потенциально может широко применяться для многих других приложений.

новой методологии анализа видов и последствий отказов разработке съедобных птичьих гнезд (FMEA) на основе Per-C с ее применением к выращиванию на Борнео . Недавно сообщалось о ^[3]

Кроме того, о применении метода на основе Per-C для оценки образования для совместного обучения учащихся. сообщалось ^[4]

Подводя итог, можно сказать, что Per-C (разработка которого заняла более десяти лет) является первой полной реализацией парадигмы CWW Заде, применяемой для оказания помощи людям в вынесении субъективных суждений.

См. также

Сноски

^ Лотфи Заде [7], отец нечеткой логики, придумал фразу «вычисление со словами» и заявил: «CWW — это методология, в которой объектами вычислений являются слова и предложения, взятые из естественного языка. [Он] вдохновлен замечательной человеческой способностью выполнять широкий спектр физических и умственных задач без каких-либо измерений и вычислений. CWW может иметь важное влияние на то, как люди… принимают рациональные решения, основанные на восприятии, в среде неточности, неопределенности и частичной истины». Он не имел в виду, что компьютеры на самом деле будут выполнять вычисления, используя слова – отдельные слова или фразы – а не числа. Он имел в виду, что компьютеры будут активироваться словами, которые будут преобразованы в математическое представление с помощью нечетких множеств (ФС), и что эти ФС будут отображены движком CWW в некоторые другие ФС, после чего последние будут преобразованы обратно в слово. Определение CWW, данное Заде, является очень общим и не относится к конкретной области, в которой будет использоваться CWW. Перцептивные вычисления фокусируются на CWW для вынесения субъективных суждений.
^ Это (новое) ограничение является основным отличием между перцептивными вычислениями и приложениями аппроксимации функций ФС и систем.
^ Чай К.С.; Тай К.М.; Лим КП (2016). «Метод, основанный на перцептивных вычислениях, для определения приоритетности режимов отказа в режиме отказа и анализа последствий, а также его применение к выращиванию съедобных птичьих гнезд» (PDF) . Прикладные мягкие вычисления . 49 : 734–747. дои : 10.1016/j.asoc.2016.08.043 .
^ Чай К.С.; Тай К.М.; Лим КП (2015). «Новая методология нечеткой взаимной оценки для совместного обучения учащихся» . Прикладные мягкие вычисления . 32 : 468–480. дои : 10.1016/j.asoc.2015.03.056 .

Источники

Ф. Лю и Дж. М. Мендель, «Кодирование слов в нечеткие множества интервального типа 2 с использованием интервального подхода», IEEE Trans. по нечетким системам, вып. 16, стр 1503–1521, декабрь 2008 г.
Дж. М. Мендель, «Перцептивный компьютер: архитектура вычислений с помощью слов», Proc. Мастер-класса «Моделирование словами» в учеб. FUZZ-IEEE 2001, стр. 35–38, Мельбурн, Австралия, 2001 г.
Дж. М. Мендель, «Архитектура для вынесения суждений с использованием вычислений с помощью слов», Int. Дж. Прил. Математика. Вычислить. наук., вып. 12, № 3, стр. 325–335, 2002 г.
Дж. М. Мендель, «Вычисления с помощью слов и их связь с фаззистикой», Information Sciences, vol. 177, стр. 998–1006, 2007.
Дж. М. Мендель и Д. Ву, Перцептивные вычисления: помощь людям в принятии субъективных суждений, Джон Уайли и IEEE Press, 2010.
Д. Ву и Дж. М. Мендель, «Агрегация с использованием лингвистического взвешенного среднего и интервальных нечетких множеств типа 2», IEEE Trans. по нечетким системам, вып. 15, нет. 6, стр. 1145–1161, 2007.
Л.А. Заде, «Нечеткая логика = вычисления словами», IEEE Trans. по нечетким системам, вып. 4, стр. 103–111, 1996.

Внешние ссылки

Бесплатные реализации MATLAB Per-C доступны по адресу: http://sipi.usc.edu/~mendel/software .

[1] Лотфи Заде [7], отец нечеткой логики, придумал фразу «вычисление со словами» и заявил: «CWW — это методология, в которой объектами вычислений являются слова и предложения, взятые из естественного языка. [Он] вдохновлен замечательной человеческой способностью выполнять широкий спектр физических и умственных задач без каких-либо измерений и вычислений. CWW может иметь важное влияние на то, как люди… принимают рациональные решения, основанные на восприятии, в среде неточности, неопределенности и частичной истины». Он не имел в виду, что компьютеры на самом деле будут выполнять вычисления, используя слова – отдельные слова или фразы – а не числа. Он имел в виду, что компьютеры будут активироваться словами, которые будут преобразованы в математическое представление с помощью нечетких множеств (ФС), и что эти ФС будут отображены движком CWW в некоторые другие ФС, после чего последние будут преобразованы обратно в слово. Определение CWW, данное Заде, является очень общим и не относится к конкретной области, в которой будет использоваться CWW. Перцептивные вычисления фокусируются на CWW для вынесения субъективных суждений.

[2] Это (новое) ограничение является основным отличием между перцептивными вычислениями и приложениями аппроксимации функций ФС и систем.

[3] Чай К.С.; Тай К.М.; Лим КП (2016). «Метод, основанный на перцептивных вычислениях, для определения приоритетности режимов отказа в режиме отказа и анализа последствий, а также его применение к выращиванию съедобных птичьих гнезд» (PDF) . Прикладные мягкие вычисления . 49 : 734–747. дои : 10.1016/j.asoc.2016.08.043 .

[4] Чай К.С.; Тай К.М.; Лим КП (2015). «Новая методология нечеткой взаимной оценки для совместного обучения учащихся» . Прикладные мягкие вычисления . 32 : 468–480. дои : 10.1016/j.asoc.2015.03.056 .

[1]

[2]

[3]

[4]