سیستم های فازی و کاربرد آن در پزشکی

سیستم های فازی و کاربرد آن در پزشکی

اسلاید 1: استاد محترم : جناب آقای دکتر توحید خواه استادیار محترم : جناب آقای احمدی پژوه تهیه کننده: عبدالرضا میرهادی (85233521 ) آبانماه 86 سیستمهای فازی وکاربرد آن درپزشکی1

اسلاید 2: مقدمهمفاهیم نادقیق بسیاری در پیرامون ما وجود دارند که آنها را  به صورت روزمره در قالب عبارتهای مختلف بیان می کنیم . به این جمله دقت کنید: هوا خوب است. هیچ کمیتی برای خوب بودن هوا مطرح نیست تا آن را اندازه بگیریم بلکه این یک حس کیفی است.  در واقع مغز انسان با در نظر گرفتن فاکتور های مختلف و بر اساس تفکر استنتاجی جملات را تعریف و ارزش گذاری می نماید که مدل سازی آنها به زبان  و فرمولهای ریاضی اگر غیر ممکن نباشد کاری بسیار پیچیده خواهد بود.منطق فازی تکنولوژی جدیدی است که شیوه هایی را که بر ای طراحی و مدل سازی یک سیستم نیازمند ریاضیات پیچیده و پیشرفته است، با استفاده از مقادیر زبانی و دانش فرد خبره جایگزین می سازد.2

اسلاید 3: تاریخچهمنطق فازی یا Fuzzy Logic برای اولین بار در سال 1960 توسط دکتر لطفی زاده ، استاد علوم کامپیوتری دانشگاه برکلی کالیفرنیا (Berkeley)، ابداع شد.مقاله کلاسیک پرفسور لطفی زاده درباره مجموعه فازی که در سال 1965 به چاپ رسید، سرآغاز جهتی نوین در علوم و مهندسی سیستم و کامپیوتر بود. پس از آن پرفسور لطفی زاده به پژوهشهای خود در زمینه مجموعه فازی ادامه داد تا آنکه در سال 1973 طی یک مقاله کلاسیک دیگر تحت عنوان شرحی بر دیدی نو در تجزیه و تحلیل سیستمهای پیچیده و فرایندهای تصمیم گیری مفهوم استفاده از متغیرهای زبانی را در سیستم های حافظه و کنترل مطرح کرد. این مقاله اساس تکنولوژی کنترل بر مبنای منطق فازی است که در اینده اثرات عمیق در طراحی سیستم های کنترل هوشیار خواهد داشت . در سال 1975 ممدانی و اسیلیان چهارچوب اولیه ای را برای کنترل کننده فازی مشخص کردند و کنترل کننده فازی را به یک موتور بخار اعمال نمودند.نتیج در مقاله ای تحت عنوان(ازمایشی در سنتز زبانی با استفاده از یک کنترل کننده فازی)منتشر گردید.در فوریه1992 اولین کنفرانس بین المللی IEEEدر زمینه سیستمهای فازی در سان دیگو برگزار گردید.این یک اقدام سمبلیک در مورد پذیرفتن سیستم های فازی بوسیله بزرگترین سازمان مهندسی یعنی IEEEبود.در سال 1993 بخش سیستم های فازی IEEEگشایش یافت. شرکت OMRON در سال 1993 اولين كامپيوتر مبتني بر سيستم فازي را ساخت.3

اسلاید 4: مفاهیم اولیه منطق فازي يك نوع منطق است كه روش هاي نتيجه گيري در مغز بشر را جايگزين مي كند. در واقع روشي است كه مغز انسان خود بر اساس آن كار مي كند يعني ورودي ها و پردازش در مغز انسان فازي هستند. ما مي توانيم اين روش پردازش را در ماشين ها هم پياده سازي كنيم تا آنها هم بتوانند آن را اجرا كنند و از فوايد آن بيشتر و بهتر استفاده كنيم. ریاضیات ومنطق فازی سیستمهای منطقی فازی یک فرا مجموعه از منطق بولی است که بر مفهوم درستی نسبی، دلالت می کند. منطق کلاسیک هر چیزی را بر اساس یک سیستم دوتائی نشان می دهد ( درست یا غلط، 0 یا 1، سیاه یا سفید) ولی منطق فازی درستی هر چیزی را با یک عدد که مقدار آن بین صفر و یک است نشان می دهد. مثلاً اگر رنگ سیاه را عدد صفر و رنگ سفید را عدد 1 نشان دهیم، آن گاه رنگ خاکستری عددی نزدیک به صفر خواهد بود.منطق فازی معتقد است که ابهام در ماهیت علم است. بر خلاف دیگران که معتقدند که باید تقریب‌ها را دقیق‌تر کرد تا بهره‌وری افزایش یابد، لطفی‌زاده معتقد است که باید به دنبال ساختن مدل‌هایی بود که ابهام را به عنوان بخشی از سیستم معرفی کند.4

اسلاید 5: چرا سیستم فازی؟دو نوع توجیه برای تئوری سیستم های فازی وجود دارد: ـ دنیای واقعی ما بسیار پیچیده تر از ان است که بتوان یک توصیف و تعریف دقیق برای ان بدست اورد بنابراین باید یک توصیف تقریبی یا همان فازی که قابل قبول تجزیه و تحلیل باشد برای یک مدل معرفی شود.ـ با حرکت ما بسوی عصر اطلاعات ، دانش و معرفت بشری بسیار اهمیت پیدا می کند. بنابراین ما به فرضیه ای نیاز داریم که بتوان دانش بشری را به شکل سیستماتیک فرموله کرده و انرا به همراه سایر مدلهای ریاضی در سیستم های مهندسی قرار دهد.توجیه اول گرچه درست است با این حال طبیعت واحدی را برای تئوری سیستم های فازی مشخص نمی کند. در حقیقت تمامی نظریه های علوم مهندسی دنیای واقعی را به شکلی تقریبی توصیف می کنند.یک تئوری مهندسی خوب از یکسو باید بتواند مشخصه های اصلی و کلیدی دنیای واقعی را توصیف کرده و از سویی دیگر قابل تجزیه تحلیل ریاضی باشد.توجیه دوم مشخصه واحدی از سیستم های فازی را توصیف کرده و وجودی تئوری سیستم های فازی را به عنوان یک شاخصه مستقل در علوم مهندسی توجیه می کند.بعنوان یک قاعده کلی، یک تئوری مهندسی خوب باید قادر باشد از تمامی اطلاعات موجود به نحو موثری استفاده کند.5

اسلاید 6: در سیستم های عملی اطلاعات مهم از دو منبع سر چشمه می گیرند.یکی از منابع افراد خبره می باشند که دانش و اگاهیشان را در مورد سیستم با زبان طبیعی تعریف می کنند.منبع دیگر اندازه گیری ها و مدل های ریاضی هستند که از قواعد فیزیکی مشتق شده اند.بنابراین یک مسئله مهم ترکیب این دو نوع اطلاعات در طراحی سیستم ها است.برای انجام این ترکیب سئوال کلیدی این است که چگونه می توان دانش بشری را به یک فرمول ریاضی تبدیل کرد. اساسا انچه که یک سیستم فازی انجام می دهد همین تبدیل است.برای اینکه بدانیم این تبدیل چگونه صورت می گیرد ابتدا باید بدانیم سیستم های فازی چگونه سیستم هایی هستند.6

اسلاید 7: سیستمهای فازی چگونه سیستمهایی هستند؟سیستم های فازی سیستم ها مبتنی بردانش یا قواعد میباشد .قلب یک سیستم فازی یک پایگاه دانش بوده که از قواعد اگر-آنگاه فازی تشکیل شده است. یک قاعده اگر-آنگاه فازی یک عبارت اگر –آنگاه بوده که بعضی کلمات آن بوسیله توابع تعلق پیوسته مشخص شده اند. بعنوان مثال اگر سرعت اتومبیل بالاست انگاه نیروی کمتری به پدال گاز وارد کنید.رفتار رانندگان در شرایط طبیعی شامل سه قاعده زیراست:1-اگر سرعت پایین است آنگاه نیروی بیشتری به پدال گاز وارد کنید.2-اگر سرعت متوسط است آنگاه نیروی متعادلی به پدال گاز وارد کنید.3-اگر سرعت بالاست آنگاه نیروی کمتری به پدال گاز وارد کنید . ما می توانیم یک سیستم فازی را بر اساس این قواعد بسازیم.از آنجا که سیستم فازی بعنوان کنترل کننده استفاده شده، ان را کنترل کننده فازی می نامند. بطور خلاصه نقطه شروع ساخت یک سیستم فازی بدست اوردن مجموعه ای از قواعد اگر – انگاه فازی از دانش افراد خبره یا دانش حوزه مورد بررسی می باشد .مرحله بعدی ترکیب این قواعد در یک سیستم واحد است .7

اسلاید 8: سیستم های فازیسيستم فازي روش توسعه يافته منطق بولي براي بكاربردن مفاهيم مبهم است.براي بيان ابهام در قالب يك عدد، سيستم فازي تابعي براي عضويت در يك دسته معرفي ميكند، كه به هر عنصر يك عدد حقيقي بين صفر و يك نسبت ميدهد(صفر و يك هم شامل اين اعداد ميباشند). اين عدد نشان دهنده درجه عضويت عنصر نسبت بهمجموعه مورد نظر ميباشد.عضويت صفر بيانگر اين است كه عنصر مورد نظر كاملاً خارج از مجموعه است.درحاليكه عدد يك نشاندهنده اين است كه عنصر مورد نظر كاملاًدر مجموعه قرار دارد.معمولااز سه نوع سیستم فازی صحبت به میان می اید :1)سیستم های فازی خالص 2)سیستم های فازی تاکاگی –سوگنو و کانگ TSK) ) 3)سیستم های با فازی ساز و غیر فازی ساز سیستم فازی خالص پایگاه قواعد فازی مجموعه ای از قواعد اگر-آنگاه فازی است.موتور استنتاج فازی این قواعد را به یک نگاشت از مجموعه های فازی در فضای ورودی به مجموعه های فازی در فضای خروجی بر اساس اصول منطق فازی ترکیب می کند .مشکل اصلی در رابطه با سیستم های فازی خالص این است که ورودی ها و خروجی های ان مجموعه های فازی می باشند.در حالی که درسیستمهای مهندسی ورودی و خروجی ها متغیرهایی با مقادیر حقیقی می باشند. برای حل این مشکل تاکاگی -سوگنو و کانگ نوع دیگری سیستم های فازی معرفی کرده اند که ورودی ها و خروجی های ان متغییر هایی با مقادیر واقعی هستند.8

اسلاید 9: بدین ترتیب قاعده فازی از یک عبارت توصیفی با مقادیر زبانی ،به یک رابطه ساده تبدیل شده است.به طور مثال اگر سرعت اتومبیل X باشد، انگاه نیروی وارد بر پدال گاز برابر است با Y=CX مقایسه نشان می دهد که بخش“ انگاه“ قاعده فازی از یک عبارت تو صیفی با مقادیر زبانی به یک رابطه ریاضی ساده تبدیل شده این تغییر ترکیب قواعد فازی را ساده تر می سازد .در حقیقت سیستم فازی TSK یک میانگین وزنی از مقادیر بخش های“ انگاه“ قواعد می باشد . مشکلات عمده سیستم فازی TSK عبارتند از: 1)بخش“ آنگاه“ قاعده یک فرمول ریاضی بوده و بنابراین چهارچوبی را برای نمایش دانش بشری فراهم نمی کند . 2)این سیستم دست ما را برای اعمال اصول مختلف منطق فازی باز نمی گذارد و در نتیجه انعطاف پذیری سیستم های فازی در این ساختار وجود ندارد.برای حل این مشکل ما از نوع سومی از سیستم های فازی یعنی سیستم های فازی با فازی ساز و غیر فازی ساز استفاده میکنیم .به منظور استفاده ازسیستم های فازی خالص در سیستم های مهندسی یک روش ساده اضافه کردن یک فازی ساز در ورودی که متغییر هایی با مقادیر حقیقی را به یک مجموعه فازی تبدیل کرده و یک غیر فازی ساز که یک مجموعه فازی را به یک متغییر با مقدار حقیقی در خروجی تبدیل میکند می باشد .نتیجه یک سیستم فازی با فازی ساز و غیر فازی ساز است .این سیستم فازی معایب سیستم فازی خالص و سیستم فازی TSK رامی پوشاند.از این پس منظور ما از سیستم های فازی سیستم های فازی با فازی ساز و غیر فازی ساز خواهد بود. 9

اسلاید 10: اجزای ابتدایی و اصول اولیه  تئوری مجموعه فازی  در قسمتFuzzier یا مبدل فازی ، متغییر های با مقادیر حقیقی به یک مجموعه فازی تبدیل شده از طریق ماشین رابط فازی و قوانین پایه نتایج به قسمت غیر فازی ساز یا Defuzzier  منتقل شده که یک مجموعه فازی را به یک متغیر با مقدار حقیقی تبدیل می کند.به بیان دیگر اطلاعات ورودی  اغلب مقادیری پیچیده اند واین اعدادبه مجموعه های فازی تبدیل می گردند.مدل ها بر اساس منطق فازی شامل قوانین  اگر ،آنگاه تفسیر می گردند. حقیقت آن است که بعد از عبارت اگریک منطق مقدم بیان می گردد و بر اساس آن ما حقیقت دیگر را مورد بررسی قرار می دهیم که بعد ا زآنگاه می ایدو در آن نتیجه کار توضیح داده می شود.در واقع منطق فازی  تجربه و دانش انسانی را به صورت ترکیبی از اعداد در مقابل وی قرار می دهد و او را قادر می سازد تا تصمیمی بر اساس ریاضیات و منطق بگیرد.10

اسلاید 11: مجموعه های فازیبنیاد منطق فازی بر شالوده نظریه مجموعه های فازی استوار است. این نظریه تعمیمی از نظریه کلاسیک مجموعه ها در علم ریاضیات است. در تئوری کلاسیک مجموعه ها، یک عنصر، یا عضو مجموعه است یا نیست. در حقیقت عضویت عناصر از یک الگوی صفر و یک و باینری تبعیت می کند. اما تئوری مجموعه های فازی این مفهوم را بسط می دهد و عضویت درجه بندی شده را مطرح می کند. به این ترتیب که یک عنصر می تواند تا درجاتی - و نه کاملاً - عضو یک مجموعه باشد. مثلاً این جمله که آقای الف به اندازه هفتاددرصد عضو جامعه بزرگسالان است از دید تئوری مجموعه های فازی صحیح است. در این تئوری، عضویت اعضای مجموعه از طریق تابع (u (x مشخص می شود که x نمایانگر یک عضو مشخص و u تابعی فازی است که درجه عضویت  x در مجموعه مربوطه را تعیین می کند و مقدار آن بین صفر و یک است :˜A = { ( x , µA(x) ) | x ε X } به بیان دیگر، ( u (x نگاشتی از مقادیر x به مقادیر عددی ممکن بین صفر و یک را می سازد. تابع ( u (x ممکن است مجموعه ای از مقادیر گسسته (discrete) یا پیوسته باشد. وقتی کهu فقط تعدادی از مقادیر گسسته بین صفر و یک را تشکیل می دهد، مثلاً ممکن است شامل اعداد 3/0 و 5/0 و 7/0 و 9/0 و صفر و یک باشد. اما وقتی مجموعه مقادیرu پیوسته باشند، یک منحنی پیوسته از اعداد اعشاری بین صفر و یک تشکیل می شود. شکل 1 نموداری از نگاشت پیوسته مقادیر x به مقادیر  ( u (x را نشان می دهد. تابع  ( u (x در این نمودار می تواند قانون عضویت در یک مجموعه فازی فرضی را تعریف کند.شکل 111

اسلاید 12: منطق فازی چگونه بکارگرفته می شود؟منطق فازی را از طریق قوانینی که عملگرهای فازی نامیده می شوند، می توان به کار گرفت. این قوانین معمولاً بر اساس مدل  IF variable IS set THEN action  تعریف می شوند. به عنوان مثال فرض کنید می خواهیم یک توصیف فازی از دمای یک اتاق ارائه دهیم. در این صورت می توانیم چند مجموعه فازی تعریف کنیم که از الگوی تابع ( u (x تبعیت کند. شکل 2 نموداری از نگاشت متغیر دمای هوا به چند مجموعه  فازی با نام های سرد، خنک، عادی، گرم و داغ است. چنان که ملاحظه می کنید، یک درجه حرارت معین ممکن است متعلق به یک یا دو مجموعه باشد. شکل 2 به عنوان نمونه، درجه حرارت های بین دمای T1 و T2 هم متعلق به مجموعه سرد و هم متعلق به مجموعه خنک است. اما درجه عضویت یک دمای معین در این فاصله، در هر یک از دو مجموعه متفاوت است. به طوری که دمای نزدیک  T2 تنها به اندازه چند صدم در مجموعه سرد عضویت دارد، اما نزدیک نوددرصد در مجموعه خنک عضویت دارد. 12

اسلاید 13: مراحل حاکم بر یک کنترلر فازی به این ترتیب است که متغیرهای دنیای واقعی به عنوان ورودی دریافت می شوند. قوانین فازی آن ها را به متغیرهای معنایی تبدیل می کند. فرآیند فازی این ورودی را می گیرد و خروجی معنایی تولید می کند و سرانجام خروجی ها به زبان دنیای واقعی ترجمه می شوند. نمودار شکل 3 مصداقی از همین روند است. شکل 3 اکنون می توان بر اساس مدل فوق قانون فازی زیر را تعریف کرد: اگر دمای اتاق خیلی گرم است، سرعت پنکه را خیلی زیاد کن. اگر دمای اتاق گرم است، سرعت پنکه را زیاد کن. اگر دمای اتاق معتدل است، سرعت پنکه را در همین اندازه نگه دار اگر دمای اتاق خنک است، سرعت پنکه را کم کن. اگر دمای اتاق سرد است، پنکه را خاموش کن. اگر این قانون فازی را روی یک سیستم کنترل دما اعمال کنیم، آن گاه می توانیم دماسنجی بسازیم که دمای اتاق را به صورت خودکار و طبق قانون ما، کنترل می کند.13

اسلاید 14: چرا از منطق فازي استفاده مي كنيم؟• منطق فازي براي فهميدن ساده است.• منطق فازي انعطاف پذير است.• منطق فازي تحمل اطلاعات غير دقيق را دارد.• منطق فازي ميتواند اعمال پيچيده اختياري غير خطي را مدل كند.• منطق فازي ميتواند بر روي قله تجربيات خبرگان بنا شود.• منطق فازي ميتواند با تكنيك هاي كنترلي شرطي مخلوط شود.• منطق فازي بر اساس زبان ساده محاوره اي است.شايد آخرين جمله مهم ترين و نيازمند بحث بيشتري باشد . زبان معمولي و محاورهاي كه توسط مردم عادي روزانه مورد استفاده قرار مي گيرد، در طي هزاران سالتاريخ بشري شكل گرفته است و بسيار ساده و كارساز بوده و براي ارتباطاتمكفي مي باشد . ما معمولا از اين امر آگاه نمي باشيم ، زيرا اين زبان را هر روزمورد استفاده قرار مي دهيم. از آنجا كه منطق فازي بر اساس تعاريف كيفي كهروزانه مورد استفاده قرار مي دهيم پايه ريزي شده است ، براي استفاده بسيار سادهميباشد.14

اسلاید 15: کاربردهای سیستم فازیدر اينجا به برخي از موارد كاربرد سيستم هاي فازي اشاره مي گردد:دستگاه تهويه مطبوع: دستگاه طوري تنظيم مي شود تا به تدريج دماي اتاق به دماي مورد نظر برسد دستگاه تنظيم سرعت: سرعت وسيله نقليه را با كاهش يا افزايش شتاب و همچنين كنترل سوخت و ترمز، بر روي مقدار ثابتي حفظ مي كند. ديگ بخار كشتي: دما،فشار و محتويات شيميايي را كنترل كرده و در سطح قابل اطميناني قرار مي دهد.دوربين هاي فيلمبرداري: تشخيص مي دهد كه شيئي كه از آن فيلمبرداري مي شود حركت مي كند يا حركت، ناشي از لرزش دست فيلمبردار است.ماشين هاي لباسشويي: چرخه شستشو را با امتحان اندازه لباسها،مقدار پودر لباسشويي و ميزان پاك كنندگي بهينه مي كند.سيستم هاي تشخيص تهاجمپيش بيني زردي نوزادصنعت اتومبيل سازيطراحي روباتي كه قادر به تشخيص رنگها باشدساخت كنترل كننده هاي لوازم خانگي15

اسلاید 16: چند مثال از منطق فازی 1-ماشین شستشوی فازی(چندین ورودی و یک خروجی): سیستم فازی مورد استفاده یک سیستم سه ورودی یک خروجی است که سه ورودی فوق نوع کثیفی و مقدار اندازه گیری شده کثیفی وحجم لباس بوده و خروجی تعداد دورهای مناسب شستشو میباشد .بعنوان ورودی (سنسورهایی)در این سیستم تعبیه شده این سنسورها که از نوع نوری می با شند میزان نوری را که از طرف مقابل ساطع شده واز آب عبور کرده اندازه گیری می نمایند .سنسور نوری همچنین میتواند معین کند که نوع کثیفی چیست لباس گل آلود است یا چرب؟ گل در اب سریعتر حل می شود بنابراین اگر نور دریافتی بسرعت کاهش پیدا کند در آن صورت لباس گل آلود است در حالی که اگر لباس روغنی باشد کندتر در آب حل شده و کاهش نور دریافتی کندتر خواهد بود . ماشین همچنین دارای یک سنسور بار می باشد که حجم لباس ها را ثبت می کند واضح است که تعدادلباس های بیشتر زمان بیشتری برای شستشو لازم دارد .موارد فوق را می توان در تعدادی قاعده اگر- آنگاه فازی برای ساخت یک سیستم فازی خلاصه کرد.16

اسلاید 17: چند مثال از منطق فازیکنترل فازی کوره سیمان (چند ورودی و چندخروجی) : سیمان بوسیله آسیاب کلینکر که ترکیبی از مواد معدنی است در یک کوره ساخته میشود . بدلیل این که عملکرد این کوره غیر خطی ومتغییر با زمان میباشد وداده های نمونه برداری کمی نیز دارد کنترل آن با استفاده از روشهای کنترل متعارف کاری مشکل است. در اواخر دهه 1970 شرکتی در دانمارک یک سیستم فازی را برای کنترل کوره سیمان ابداع نمود . سیستم فازی (کنترل فازی فوق چهار ورودی و دو خروجی داشت) ورودی های چهارگانه عبارتند اند از: 1)درصد اکسیژن در گازهای اگزوز 2)درجه حرارت گازهای اگزوز 3)گشتاور آسیاب کوره 4)وزن حجمی کلینکر خروجی های این سیستم نیز 1)میزان زغال سنگ ریخته شده به کوره 2)میزان جریان هوا مجموعه ی که از قواعد اگر-آنگاه فازی رابطه خروجی ها را با ورودی ها مشخص می کند .بعنوان مثال :1)اگر درصد اکسیژن بالا ودرجه حرارت پایین است آنگاه درجه هوا را افزایش دهید.2)اگر درصد اکسیژن بالا و درجه حرارت بالا است آنگاه میزان زغال سنگ را اندکی کاهش دهید.17

اسلاید 18: کاربردهای سیستم فازی در پزشکی استخراج قوانين فازي از ثبت هاي پلتيموگرافي براي طبقه بندي خواب نوزاد ارائه فيلتر جديدي مبنتي بر كنترل فازي براي بهسازي تصاوير MRI تشخيص بافت هاي سه بعدي غير عادي در تصاوير پزشكي ( Scan CT و MRI ) توسط منطق فازي جداساز ميكروكالسيفيكاسيونهاي مشكوك در تصاوير ديجيتال ماموگرافي بوسيله كاربرد منطق فازيسيستمهاي فازي ژنتيك:در سالهاي اخير، دانشمندان زيادي استفاده از الگوريتمهاي ژنتيك را بعنوان وسيلهاي براي طراحي سيستمهاي فازي كشف كردند. سيستمهاي فازي ژنتيك بر رويمحاسبات تكاملي و منطق فازي بحث مي كند. سيستم فازي ژنتيك ، symbiosisيك مقاله جامعي از طراحي سيستم فازي با استفاده از الگوريتم ژنتيك ميدهد.برايدانشمندان و مهندسان از نظر تحقيق و بررسي بر روي كاربردهاي موجود در حوزهسيستم فازي و الگوريتم ژنتيك زمينه هاي گسترده اي موجود است18

اسلاید 19: کاربردهای سیستم فازی در بیوانفورماتیکزيست شناسان مولكولي در حال حاضر در يك پروژه عظيم براي جمع آوري اطلاعات به كار گماشته شده اند .پروژه هاي اخير در زمينه توالي ژني اطلاعات بسيار زيادي را در زمينه چگونگي عملكرد و ساختار مولكولهاي زيستي حاصل نموده است.تكنولوژي فازي و منطق فازي بطور مكرر در بيو انفورماتيك مورد استفاده قرار مي گيرد.در زير چند مثال را مي بينيم1- مطالعه تفاوت هاي بين پلي نوكلئيدها2- آناليز اطلاعات تجربي با استفاده از تئوري انطباقي رزونانس فازي3- تنظيم توالي ها بر پايه الگوريتم برنامه نويسي ديناميك در قالب فازي4- ترتيب گذاري DNA با استفاده از سيستم ژنتيكي فازي5- جمع آوري ژن ها بوسيله اطلاعات از ريز آرايه ها6- تخمين محل قرارگيري پروتئين هاي زير سلولي از تركيبات دي پپتيدي با استفاده از الگوريتم فازي k-nearst neighbors7- شبيه سازي ويژگي هاي پيچيده تحت تاثير با ژن بوسيله تاثير فازي در جمعيت8- نسبت دادن مقادير عضويت گروهي به ژن ها با استفاده از متود c-mean فازي 19

اسلاید 20: روش چهار مرحله ای استفاده از منطق فازی:حال اين سوال مطرح است كه اين وسايل چگونه از منطق فازي استفاده ميكنند؟ 1)فازي كردن:در اين مرحله واقعيات بر اساس سيستم فازي تعريف مي شوند.ابتدا بايد ورودي و خروجي سيستم معرفي شده،سپس قوانين اگر-آنگاه مناسب به كار گرفته شوند . براي ساخت تابع عضويت بايستي از داده هاي خام استفاده شود.حال سيستم براي اعمال منطق فازي آماده است.مثالي براي فازي كردن: دستگاه تهويه اي را در نظر بگيريد كه با اندازه گيري دما و رطوبت اتاق ميزان به جريان در آوردن هوا را مشخص مي كند.در اين مورد ورودي عبارتست از دما و ميزان رطوبت وخروجي نيز سطح جريان هواي خروجي از دستگاه تهويه مطبوع است كه شامل سه حالت ، خاموش،كم و زياد مي باشد.همچنين اين قوانين اگرـآنگاه استفاده مي شوند:1)اگر اتاق گرم باشد آنگاه هواي زيادي منتشر كن2)اگر اتاق خنك باشد،آنگاه هيچ هوايي منتشر نكن3)اگر اتاق سرد و مرطوب است ، آنگاه كمي هوا را به جريان بيينداز.در آخر، متخصص بايد دو تابع عضويت تعين كند.يكي براي اينكه دما را به مقدار فازي تبديل كند وديگري براي تبديل ميزان رطوبت به مقدار فازي20

اسلاید 21: 2)استنتاج: هنگامي كه ورودي ها به سيستم مي رسنداستنتاج، همه قوانين اگر-آنگاه را مورد ارزيابي قرار مي دهد و ”درجه درستي“ آنها را مشخص مي كند.اگر يك ورودي داده شده به طور صريح با يك قانون اگر-آنگاه مشخص نشده باشد، آنگاه تطابق بخشي مورد استفاده قرار مي گيرد تا جوابي مشخص شود.راههاي متعددي براي پيدا كردن پاسخ بخشي وجود دارد كه خارج از این بحث است.مثالي براي استنتاج: فرض كنيد دستگاه تهويه مطبوع دما و درجه رطوبت را اندازه‌گيري كرده و به آنها به ترتيب مقادير فازي 0.7 و 0.1 را نسبت داده باشد.حال اين سيستم بايستي درستي هر يك از قوانين فازي را كه در بالا بحث شد مورد بررسي قرار دهد.براي اين منظور روشهاي استنتاج بسياري وجود دارد.اين مثال ساده ترين روش را مورد استفاده قرار مي دهدكه روش ماكسيمم-مينيمم ناميده مي شود.اين روش مقدار فازي قسمت آنگاه (نتيجه) را به قسمت اگر نسبت ميدهد.بنابراين اين روش مقادير فازي 0.7 و 0.1 و 0.1 را به ترتيب به قوانين 1، 2 و 3 نسبت مي دهد.  21

اسلاید 22: 3)ساخت: در اين قسمت براي بدست آوردن يك نتيجه كلي تمامي مقادير بدست آمده از قسمت استنتاج با هم تركيب مي شوند.قوانين فازي مختلف نتايج مختلفي خواهند داشت.بنابراين ضروري است تا همه قوانين در نظر گرفته شوند.براي اين منظور روشهاي متعددي وجود دارند كه توضيح همه آنها در اين بحث نمي گنجد.مثالي براي ساخت: هر نتيجه استنتاجي درباره سيستم تهويه مطبوع عمل خاصي را پيشنهاد مي كند.در مثال فوق قانون اول، سطح گردش هواي زياد را پيشنهاد مي كند. قانون دوم، خاموش كردن، و قانون سوم، سطح گردش هواي كم را بيان مي‌كند. تكنيك هاي متعددي براي بدست آوردن نتيجه كلي وجود دارند.اين مثال از روش ماكزيمم-مينيمم كه روش ساده اي است استفاده مي كند. اين روش ماكزيمم مقدار فازي قسمت استنتاج به عنوان نتيجه در نظر مي گيرد.يعني در عمل، قسمت ساخت مقدار 0.7 را انتخاب مي كند چون مقدار بيشتري را بين مقادير فازي دارا است.  22

اسلاید 23: 4)بازگرداندن از حالت فازي: در اين مرحله مقدار فازي بدست آمده از قسمت ساخت به يك داده قابل استفاده تبديل مي شود.اين قسمت از كار اغلب پيچيده است چون مجموعه فازي نبايستي مستقيما به داده قابل استفاده تبديل شود.از آنجا كه كنترلگر هاي سيستم هاي فيزيكي به سيگنال هاي گسسته نياز دارند،اين مرحله بسيار مهم مي باشد. مثالي براي باز گرداندن از حالت فازی: به خاطر داريد كه مقدار فازي بدست آمده از مرحله قبل 0.7 بود.اين مقدارعددي براي سيستم تهويه مطبوع قابل فهم نيست.بايد مشخص شود كه دستگاه كداميك از فرامين كم ،زياد يا خاموش را به جريان بيندازد.مرحله بازگرداندن از حالت فازي بايستي عدد 0.7 را به يكي از فرامين فوق تبديل كند.در اين مثال واضح است كه مقدار خروجي 0.7 بيانگر اين است كه سيستم تهويه مطبوع بايستي در حالت زياد باشد.  23

اسلاید 24: زمینه های تحقیق عمده در تئوری فازی منظور ما از تئوری فازی تمام تئوری هایی است که از مفاهیم اساسی مجموعه های فازی استفاده میکنند .تئوری فازی را به 5 شاخه عمده می توان تقسیم کرد . 1)ریاضیات فازی که در ان مفاهیم ریاضیات کلاسیک با جایگزینی مجموعه های فازی با مجموعه های کلاسیک تو سیه پیدا کرده است . 2)منطق فازی وهوش مصنوعی جالب ترین کاربرد منطق فازی، تفسیری است که این علم از ساختار تصمیم گیری های موجودات هوشمند، و در راس آن ها، هوش انسانی، به دست می دهد. شاید یکی از جالب ترین کاربردهای منطق فازی هوش مصنوعی در بازی های رایانه ای و جلوه های ویژه سینمایی باشد. در فیلم سینمایی ارباب حلقه ها از نرم افزار Massive استفاده شده است. از این نرم افزار در بسیاری از صحنه های فیلم برای تولید حرکات لشکر موجودات متخاصم استفاده شده بود. در این برنامه متخصصان کامپیوتر و انیمیشن ابتدا موجوداتی را به صورت الگو ایجاد کرده بودند و سپس به کمک منطق فازی مصداق هایی تصادفی از این موجودات خیالی پدیدآورده بودند که حرکات تصادفی - اما از پیش تعریف شده ای  -  در اعضای بدن خود داشتند. 24

اسلاید 25: این موجودات در حقیقت دارای نوعی هوش مصنوعی بودند و می توانستند برای نحوه حرکت دادن اعضای بدن خود تصمیم بگیرند. در عین حال تمام موجوداتی که در یک لشکر به سویی می تاختند یا با دشمنی می جنگیدند، از جهت حرکت یکسانی برخودار بودند و به سوی یک هدف مشخص حمله می کردند.این ساختار کاملا ً پیچیده و هوشمند به فیلمسازان اجازه داده بود که این موجودات افسانه ای را در دنیای مجازی کامپیوتر به حال خود رها کنند تا به سوی دشمنان حمله کنند و این همه بی تردید بدون بهره گیری از منطق فازی امکانپذیر نبود. 3)سیستم های فازی که شامل کنترل فازی و راه حل هایی در زمینه پردازش سیگنال و مخابرات می باشد. 4)عدم قطعیت و اطلاعات که انواع دیگری از عدم قطعیت را مورد تجزیه تحلیل قرار داده. 5)تصمیم گیری های فازی که مسائل بهینه سازی را با محدودیت های ملایم در نظر می گیرد25

اسلاید 26: كمبودها و نواقص كار: منطق فازي و منطق بولي هر دو بر پايه واقعيات مي باشند.با اين تفاوت كه منطق فازي توانايي كاركردن با داده هاي مبهم را نيز داراست.با اين وجود منطق فازي هنوز قادر به حل بعضي مسائل نيست . بسياري از سيستم ها، مانند آنچه در بحث كاربرد گفته شدمي‌توانند از منطق فازي بدون هيچ مشكلي استفاده كنند.چون نياز به هيچ تصميم گيري دروني و فكري ندارند.اما بعضي سيستم ها به منطق پيچيده تري نياز دارند تا بتوانند به بيان گمان، تعقل ،شك و ... بپردازند.براي نشان دادن نقصان منطق فازي مي توان به سيستم شناخت دوست يا دشمن اشاره كرد(Identify Friend or Foe : IFF) اين سيستم براي شناخت هواپيماهاي ارتشي يا مسافربري دوست و دشمن به كار مي رود.در حالت عادي سيستم از هر هواپيما يك سيگنال شناسايي دريافت مي كند .دلايل زيادي وجود دارند كه ممكن است سيستم اين سيگنال را دريافت نكند مانند: بد عمل كردن سيستم، بد عمل كردن فرستنده، نبودن اين سيستم روي هواپيماها ،پارازيت سيگنال يا خاموش بودن راديو. در اين موارداين سيستم بايد از منطق براي شناسايي هواپيماها استفاده كند. كه فقط مربوط به داده هاي از قبيل مسير پرواز نيست.چون اين داده ها هواپيماهاي دوست را از دشمن تشخيص نمي دهند. بنابراين منطق فازي در سيستم تشخيص دوست از دشمن كاربردي ندارد! براي اين منظور بايد از منطقي استفاده شود كه توانايي تصميم گيري دروني را داشته باشد.  26

اسلاید 27: جعبه ابزار فازی در نرم افزار MATLABبراي MATLAB اين جعبه ابزار مجموعه اي از توابعي است كه در محيطكامپيوترهاي عددي ساخته شده است. اين ابزار تسهيلاتي براي خلق و ويرايشفراهم م يكند, اگر مايل باشيد MATLAB سيستم هاي استنتاج فازي در چارچوبمدل سازي كنيد. حتي Simulink مي توانيد سيستم هاي فازي خود را با كمكبنويسيد كه به تنهايي قابل اجرا باشند و در سيستم C مي توانيد برنامه اي به زباننوشته ايد, آنها را فراخواني كنيد. اين جعبه ابزار بطور MATLAB فازي اي كه دراستوار است و به اين وسيله (GUI) گسترده اي بر ابزارهاي واسط كاربري گرافيكيبه شما كمك مي كند تا كارتان را انجام دهيد. هرچند كه اگر مايل باشيد می توانيداز طريق خط دستورات نيز با آن كار كنيد.اين جعب هابزار سه گروه ابزار را فراهم مي كند:• توابع خط دستور• ابزارهاي تعاملي گرافيكي Simulink • بلوك ها و مثال هاي27

اسلاید 28: منابععالم زاده، ميلاد ،پايان نامه كارشناسي ارشد، گرايش هوش مصنوعي، شناسايي گفتار با مدل سازي فازي، 1384.زارعي، زهرا ،پايان نامه كارشناسي ارشد، سيستم هاي كنترل فازي، 1385.علم مديريت فازى - دكتر عادل آذر حجت فرجى-مركز مطالعات مديريت و بهره ورى ايران - چاپ اول 1381.تفكر فازى-بارت كاسكو - ترجمه: على غفارى، عادل مقصودپور، عليرضا پورممتاز، جمشيد قسيمى، ناشر: دانشگاه صنعتى خواجه نصيرالدين طوسى -چاپ دوم سال 1380.http://www.vojoudi.com/uncertainty/fuzzy_logic/fuzzy_logic.htmhttp://www.vojoudi.com/uncertainty/fuzzy_logic/fuzzy_logic.htmhttp://en.wikipedia.org/wiki/Fuzzy_logichttp://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.phphttp://www.electronic-eng.blogfa.comwww-ugrad.cs.colorado.edu/http://www.ortech-engr.com/fuzzy/reservoir.htmlhttp://www.quadralay.com/www/Fuzzy/FAQ/FAQ00.htmlhttp://en.wikipedia.org/wiki/Fuzzy_logichttp://www.usb.ac.ir/fa/journals/fuzzy.htmhttp://www.aftab.ir/articles/science_education/other/c3c1191944983p1.phphttp://www.ortech-engr.com/fuzzy/tutor.txthttp://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/toolbox/fuzzyhttp://www.fuzzy.ir/http://en.wikipedia.org/wiki/Fuzzy_systemhttp://fazi.blogfa.com28

اسلاید 29: مجله سيستمهای فازی ايران باتوجه به پيشرفت تئوری فازی درايران ، تعدادی ازصاحبنظران وعلاقمندان به سيستم های فازی درحاشيه برگزاری سومين همايش مجموعه های فازی كه درسال 81 درزاهدان برگزارشد، تصميم گرفتندكه مجله ای  بين المللی درزمينه سيستم های فازی درايران منتشرنمايندكه افتخارصاحب امتيازی اين مجله به لطف خداوند واعضاء هيات تحريريه مجله وحمايتهای رياست وقت دانشگاه جناب آقای دكتررستمی ومعاونين محترم ايشان آقايان دكترامين رضاكماليان ودكتررهبررحيمی به دانشگاه سيستان وبلوچستان داده شد. ازآن تاريخ به بعد با برگزاری جلسات متعددتوسط هيات تحريريه مجله  وتلاشهای بيدريغ اين اعضاء محترم وبويژه جناب آقای دكترماشاءا…ماشين چی سردبيرمحترم مجله ، وحمايتهای دلسوزانه رياست محترم دانشگاه جناب آقای دكتراحمداكبری اين مجله به بارنشست وبا لطف خداوندمتعال وحمايت همه جانبه انجمن آمارايران كه جای تقديروتشكرازاعضاء محترم انجمن آمارورئيس محترم آن جناب آقای دكترصادقی می باشد، طی نامه شماره 62/2910/3 مورخ 83/1/26 كميسيون نشريات علمی كشور، اين مجله مفتخربه دريافت درجه علمی ـ پژوهشی گرديد.  كه درحال حاضربه لطف خداوند وهمت اعضاء محترم هيات تحريريه مجله ومسئولين محترم دانشگاه سيستان وبلوچستان شماره اول اين مجله به چاپ رسيده است .http://www.usb.ac.ir/fa/journals/fuzzy.htm#229

اسلاید 30: Thank You30