Τι είναι το Soft Computing: Τεχνικές και διαφορές

Ο υπολογισμός είναι μια διαδικασία μετατροπής της εισαγωγής μιας φόρμας σε κάποια άλλη επιθυμητή μορφή εξόδου χρησιμοποιώντας ορισμένες ενέργειες ελέγχου. Σύμφωνα με την έννοια του υπολογισμού, η είσοδος ονομάζεται antededent και η έξοδος ονομάζεται συνακόλουθη. Μια λειτουργία χαρτογράφησης μετατρέπει την εισαγωγή μιας φόρμας σε άλλη μορφή επιθυμητής εξόδου χρησιμοποιώντας συγκεκριμένες ενέργειες ελέγχου. Η υπολογιστική ιδέα ισχύει κυρίως για μηχανική πληροφορικής . Υπάρχουν δύο τύποι υπολογιστών, ο σκληρός υπολογιστής και ο μαλακός υπολογιστής. Ο σκληρός υπολογισμός είναι μια διαδικασία στην οποία προγραμματίζουμε τον υπολογιστή για την επίλυση ορισμένων προβλημάτων χρησιμοποιώντας μαθηματικούς αλγόριθμους που υπάρχουν ήδη, οι οποίοι παρέχουν μια ακριβή τιμή εξόδου. Ένα από τα θεμελιώδη παραδείγματα του σκληρού υπολογιστή είναι ένα αριθμητικό πρόβλημα.

Τι είναι το Soft Computing;

Ο μαλακός υπολογιστής είναι μια προσέγγιση στην οποία υπολογίζουμε λύσεις στα υπάρχοντα περίπλοκα προβλήματα, όπου τα αποτελέσματα εξόδου είναι ανακριβείς ή ασαφείς στη φύση, ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά του μαλακού υπολογιστή είναι ότι πρέπει να είναι προσαρμοσμένο έτσι ώστε οποιαδήποτε αλλαγή στο περιβάλλον να μην επηρεάζει το παρόν επεξεργάζομαι, διαδικασία. Τα ακόλουθα είναι τα χαρακτηριστικά του soft computer.

• Δεν απαιτεί μαθηματική μοντελοποίηση για την επίλυση οποιουδήποτε προβλήματος
• Δίνει διαφορετικές λύσεις όταν επιλύουμε ένα πρόβλημα μιας εισόδου από καιρό σε καιρό
• Χρησιμοποιεί μερικές βιολογικά εμπνευσμένες μεθοδολογίες όπως γενετική, εξέλιξη, συσσώρευση σωματιδίων, το ανθρώπινο νευρικό σύστημα κ.λπ.
• Προσαρμοστικό στη φύση.

Υπάρχουν τρεις τύποι μαλακές υπολογιστικές τεχνικές που περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Τεχνητό νευρωνικό δίκτυο
• Ασαφής λογική
• Γενετικός αλγόριθμος

Τεχνητό νευρωνικό δίκτυο

Είναι ένα μοντέλο σύνδεσης και παράλληλο κατανεμημένο δίκτυο. Υπάρχουν δύο τύποι ANN (Τεχνητό νευρωνικό δίκτυο) και BNN (Βιολογικό Νευρωνικό Δίκτυο). Ένα νευρικό δίκτυο που επεξεργάζεται ένα μόνο στοιχείο είναι γνωστό ως μονάδα. ο συστατικά της μονάδας είναι, είσοδος, βάρος, στοιχείο επεξεργασίας, έξοδος. Είναι παρόμοιο με το ανθρώπινο νευρικό μας σύστημα. Το κύριο πλεονέκτημα είναι ότι επιλύουν τα προβλήματα παράλληλα, τα τεχνητά νευρικά δίκτυα χρησιμοποιούν ηλεκτρικά σήματα για επικοινωνία. Αλλά το κύριο μειονέκτημα είναι ότι δεν είναι ανεκτικοί σε σφάλματα, δηλαδή εάν κάποιος τεχνητός νευρώνες υποστεί βλάβη, δεν θα λειτουργεί πλέον.

Ένα παράδειγμα χειρόγραφου χαρακτήρα, όπου ένας χαρακτήρας είναι γραμμένος στα Χίντι από πολλούς ανθρώπους, μπορεί να γράφει τον ίδιο χαρακτήρα αλλά σε διαφορετική μορφή. Όπως φαίνεται παρακάτω, με οποιονδήποτε τρόπο γράφουν μπορούμε να κατανοήσουμε τον χαρακτήρα, γιατί κάποιος ξέρει ήδη πώς φαίνεται ο χαρακτήρας. Αυτή η ιδέα μπορεί να συγκριθεί με το νευρωνικό μας δίκτυο.

soft - υπολογιστές

Ασαφής λογική

Ο αλγόριθμος ασαφούς λογικής χρησιμοποιείται για την επίλυση των μοντέλων που βασίζονται σε λογική συλλογιστική όπως ανακριβής και ασαφής. Παρουσιάστηκε από τον Latzi A. Zadeh το 1965. Η ασαφής λογική παρέχει καθορισμένη τιμή αλήθειας με το κλειστό διάστημα [0,1]. Όπου 0 = ψευδής τιμή, 1 = πραγματική τιμή.

Ένα παράδειγμα ρομπότ που θέλει να μετακινηθεί από το ένα μέρος στο άλλο μέσα σε σύντομο χρονικό διάστημα όπου υπάρχουν πολλά εμπόδια στο δρόμο. Τώρα το ερώτημα που προκύπτει είναι ότι πώς το ρομπότ μπορεί να υπολογίσει την κίνησή του για να φτάσει στο σημείο προορισμού, χωρίς να συγκρουστεί με κανένα εμπόδιο. Αυτοί οι τύποι προβλημάτων έχουν πρόβλημα αβεβαιότητας που μπορεί να λυθεί χρησιμοποιώντας ασαφή λογική.

ασαφής λογική

Γενετικός αλγόριθμος στο Soft Computing

Ο γενετικός αλγόριθμος εισήχθη από τον καθηγητή John Holland το 1965. Χρησιμοποιείται για την επίλυση προβλημάτων που βασίζονται σε αρχές της φυσικής επιλογής, που εμπίπτουν στον εξελικτικό αλγόριθμο. Συνήθως χρησιμοποιούνται για προβλήματα βελτιστοποίησης, όπως η μεγιστοποίηση και η ελαχιστοποίηση αντικειμενικών συναρτήσεων, οι οποίες είναι δύο τύπων μιας αποικίας μυρμηγκιών και σωματιδίων σμήνους. Ακολουθεί βιολογικές διαδικασίες όπως η γενετική και η εξέλιξη.

Λειτουργίες του γενετικού αλγορίθμου

Ο γενετικός αλγόριθμος μπορεί να λύσει τα προβλήματα που δεν μπορούν να λυθούν σε πραγματικό χρόνο, γνωστό και ως πρόβλημα NP-Hard. Τα περίπλοκα προβλήματα που δεν μπορούν να λυθούν μαθηματικά μπορούν εύκολα να επιλυθούν εφαρμόζοντας τον γενετικό αλγόριθμο. Είναι μια ευρετική αναζήτηση ή μια τυχαιοποιημένη μέθοδος αναζήτησης, η οποία παρέχει ένα αρχικό σύνολο λύσεων και δημιουργεί μια αποτελεσματική και αποτελεσματική λύση στο πρόβλημα.

Ένας απλός τρόπος κατανόησης αυτού του αλγορίθμου είναι να εξετάσουμε το ακόλουθο παράδειγμα ενός ατόμου που θέλει να επενδύσει κάποια χρήματα στην τράπεζα, γνωρίζουμε ότι υπάρχουν διαφορετικές τράπεζες διαθέσιμες με διαφορετικά σχήματα και πολιτικές. Το ατομικό του ενδιαφέρον είναι το ποσό που πρέπει να επενδυθεί στην τράπεζα, έτσι ώστε να έχει το μέγιστο κέρδος. Υπάρχουν ορισμένα κριτήρια για το άτομο που είναι, πώς μπορεί να επενδύσει και πώς μπορεί να ωφεληθεί επενδύοντας στην τράπεζα. Αυτά τα κριτήρια μπορούν να ξεπεραστούν με τον αλγόριθμο «Evolutional Computing» όπως ο γενετικός υπολογισμός.

γενετικός αλγόριθμος

Διαφορά μεταξύ σκληρών υπολογιστών και μαλακών υπολογιστών

Η διαφορά μεταξύ σκληρού υπολογιστή και μαλακού υπολογιστή είναι η εξής

Πλεονεκτήματα

Τα οφέλη της μαλακής πληροφορικής είναι

• Πραγματοποιείται ο απλός μαθηματικός υπολογισμός
• Καλή απόδοση
• Εφαρμόζεται σε πραγματικό χρόνο
• Με βάση την ανθρώπινη συλλογιστική.

Μειονεκτήματα

Τα μειονεκτήματα της μαλακής πληροφορικής είναι

• Δίνει μια κατά προσέγγιση τιμή εξόδου
• Εάν παρουσιαστεί ένα μικρό σφάλμα ολόκληρο το σύστημα σταματά να λειτουργεί, για να ξεπεραστεί ολόκληρο το σύστημά του πρέπει να διορθωθεί από την αρχή, η οποία είναι χρονοβόρα διαδικασία.

Εφαρμογές

Ακολουθούν οι εφαρμογές του soft computer

• Ελέγχει μοτέρ όπως επαγωγικός κινητήρας , Σερβο κινητήρας DC αυτόματα
• Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής μπορούν να ελεγχθούν χρησιμοποιώντας ένα έξυπνο σύστημα ελέγχου
• Κατά την επεξεργασία εικόνων, η δεδομένη είσοδος μπορεί να έχει οποιαδήποτε μορφή, είτε εικόνα είτε βίντεο που μπορεί να χειριστεί χρησιμοποιώντας μαλακό υπολογισμό για να πάρει ένα ακριβές αντίγραφο της αρχικής εικόνας ή βίντεο.
• Σε βιοϊατρικές εφαρμογές όπου σχετίζεται στενά με τη βιολογία και την ιατρική, μπορούν να χρησιμοποιηθούν τεχνικές μαλακών υπολογιστών για την επίλυση βιοϊατρικών προβλημάτων, όπως διάγνωση, παρακολούθηση, θεραπεία και θεραπεία.
• Η έξυπνη οργάνωση είναι μοντέρνα στις μέρες μας, όπου οι έξυπνες συσκευές επικοινωνούν αυτόματα με άλλες συσκευές χρησιμοποιώντας ένα συγκεκριμένο σύνολο πρωτόκολλα επικοινωνίας για την εκτέλεση ορισμένων εργασιών, αλλά το πρόβλημα εδώ είναι ότι δεν υπάρχει κατάλληλο πρότυπο πρωτόκολλο για επικοινωνία. Αυτό μπορεί να ξεπεραστεί με τη χρήση μαλακών υπολογιστικών τεχνικών, όπου οι έξυπνες συσκευές επικοινωνούν μέσω πολλαπλών πρωτοκόλλων, με υψηλή προστασία απορρήτου και ευρωστία.

Ο υπολογισμός είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για τη μετατροπή συγκεκριμένης εισόδου χρησιμοποιώντας την ενέργεια ελέγχου στην επιθυμητή έξοδο. Υπάρχουν δύο τύποι υπολογιστικών τεχνικών σκληρός υπολογιστής και μαλακός υπολογιστής. Εδώ, στο άρθρο μας, εστιάζουμε κυρίως στη μαλακή πληροφορική, τις τεχνικές της όπως η ασαφή λογική, το τεχνητό νευρικό δίκτυο, ο γενετικός αλγόριθμος, η σύγκριση μεταξύ σκληρού υπολογισμού και μαλακών υπολογιστών, τεχνικών μαλακών υπολογιστών, εφαρμογών και πλεονεκτημάτων. Εδώ είναι η ερώτηση «Πώς είναι μαλακά χρήση υπολογιστή ισχύει στον ιατρικό τομέα; '