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2003-5-29
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当今,新科技革命的“宠儿”——电子计算机,已进入社会各个领域,走进千家万户,宣告人类进入电脑时代。电脑与人脑相比,确有过人之处,无论在运算速度、精确度,还是存储信息的“记忆力”方面,都是人脑望尘莫及的。然而,巧夺天工的电脑,毕竟不如人脑,它没有创造性,只有依据人编的程序才能工作。人脑的得天独厚之处,还在于它既能处理量化的精确信息,又能处理界限不清的模糊信息,进行活性的模糊思维。例如,当我们判断远处的的是谁时,只要把此人的体形、动作等,与储存在大脑里的样本进行比较,。就不难得出正确的结论。但如果这种事让电脑来做,就得测出这人的身高、体重、动作的速度、频率等一系列精确的数据,非但不胜其繁,还往往适得其反。只要输入的数据有细微的变化,就会张冠李戴弄出天大笑话来。人脑的这种模糊性思维,是人类自然思维的特质,连吃奶的婴儿,也能根据经验去识别自己的母亲,而不致因她的服饰、发型的变化产生失误。
电脑只能处理依据的传统数学方法,而不能处理非量化的模糊信息,是因为电脑依据的传统数学方法,无法描述事物的模糊概念。人脑的模糊思维为电脑的发展提供了活的样板。为了探索人工智能,使电脑模仿人脑,进行更多的智力劳动,模糊数学便应运而生。1965年美国计算机专家查德创立的模糊集合论,在电脑与人脑之间架起了一座桥梁。
模糊数学是描述模糊现象和处理模糊信息的数学方法。它把模糊信息原来“是”或“非”的不确定性,转换为“一定程度”的“是”或“非”的确定性,例如:“高与矮”、“厚与薄”、“冷与热”、“年轻与不年轻”,这些非量化的模糊信息,在模糊数学中用一个叫隶属度的基本要领来表述。对不同高矮、厚薄、冷热及年轻的“程度”,给出不同的隶属值,这样便可用定量的数学方法来表述和处理模糊信息。
模糊技术是以模糊数学为理论基础的一门新兴技术。目前它已广泛应用于工农业生产、工程技术、信息、医疗、气象等领域。90年代初,日本首先将模糊技术用于家电产品,如模糊洗衣机、模糊空调器、模糊微波炉、模糊冰箱等。现在我国也有自己的模糊家电产品,如无锡生产的小天鹅洗衣机、广东的快思逻辑电饭煲等。下面我们以模糊洗衣机为例,通过分析它的模糊控制过程(参见图1-2),来了解模糊技术的一般原理。
模糊洗衣机由洗衣机、传感器、电脑三个基本部分组成。传感器的作用相当于人的感觉器官,用来采集洗涤物的有关信息,如洗涤物的多少、质地等,并将这些信息转换成电信号输入电脑。这里的电脑实际上是设计人员特制的一块小数点芯片(微处理器),里面存有根据人洗涤衣物的经验编辑成的一套控制规则。比如厚薄不同、脏的程度不同的衣物,应采用何种洗涤方式,用多少水和洗衣粉,以及洗涤时间等。当电脑接收到传感器传来洗涤物的有关模糊信息后,形成模糊量指令,再运用模糊控制规则作出模糊决策,并向洗衣机发出执行控制信息,最后完成整个智能化洗衣操作过程。
当前,模糊技术还处在发展阶段,有待进一步完善。但可以相信,它是一项跨世纪的高新技术,有着诱人的发展前景和广阔的应用天地。
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