Zaprzyjaźnij się z nieokreślonością

Zacznę od cytatu: ''W miarę jak zwiększa się złożoność systemu, coraz trudniejsze, aż w końcu niemożliwe staje się dokładne przewidzenie jego zachowania''. Myślę, że z tym stwierdzeniem zgodzi się każdy informatyk, który stworzył w życiu coś większego niż mała instalacja lub prosty program. Autorem tego stwierdzenia nie jest jednak informatyk, a amerykański matematyk irańskiego pochodzenia - Lotfi A. Zadeh. Rozwinął on prace lwowskiego naukowca, Jana Łukasiewicza, tworząc logikę rozmytą (fuzzy logic).

Zacznę od cytatu: ''W miarę jak zwiększa się złożoność systemu, coraz trudniejsze, aż w końcu niemożliwe staje się dokładne przewidzenie jego zachowania''. Myślę, że z tym stwierdzeniem zgodzi się każdy informatyk, który stworzył w życiu coś większego niż mała instalacja lub prosty program. Autorem tego stwierdzenia nie jest jednak informatyk, a amerykański matematyk irańskiego pochodzenia - Lotfi A. Zadeh. Rozwinął on prace lwowskiego naukowca, Jana Łukasiewicza, tworząc logikę rozmytą (fuzzy logic).

Czym jest logika rozmyta? Najogólniej mówiąc, od tej znanej informatykom na co dzień, boole'owskiej, dzieli, różni ją prawo wyłączonego środka. W tej tradycyjnej, coś jest albo czarne, albo białe. W logice rozmytej wszystkie wartości między czarnym a białym są dopuszczalne. Logika rozmyta jest w gruncie rzeczy znacznie bardziej zdroworozsądkowa i bliższa tzw. normalnym ludziom (do których oczywiście nie zaliczam informatyków). Nie mówimy przecież o kimś, że ma 183 cm wzrostu, tylko że jest wysoki. Co to znaczy wysoki? No... wysoki to więcej niż średni. Gdzie jest granica między wysokim a średnim? To zależy, ludzie są trochę wysocy, a trochę średni i od subiektywnego odczucia i kontekstu zależy kogo nazwiemy wysokim, a kogo średnim. Do zbioru rozmytego (a jest nim zbiór osób wysokich) nie należy się w sposób pewny i bezdyskusyjny; przynależność do niego określana jest pewnym współczynnikiem - jak się Państwo pewnie domyślili, między zero a jeden. Nie należy mylić logiki rozmytej z rachunkiem prawdopodobieństwa albo statystyką; najogólniej mówiąc różni je to, co różni słowo "może" od słowa "trochę".

Jeżeli ktoś pomyślał, że logika rozmyta to "strefa widzimisię", nieprzydatna w praktycznych zastosowaniach, to bardzo się myli. To silnie zmatematyzowana dziedzina. Co do jej praktyczności, to jest ultrapraktyczna. Już 30 lat temu skonstruowano pierwszy stabilizator silnika parowego oparty na logice rozmytej. Dziś sterowniki rozmyte (fuzzy controllers) kierują ruchem pociągów w metrze w Japonii, podejmują decyzje inwestycyjne, nawożą uprawy, sterują robotami i wyszukują informacje w bazach danych. We wczesnych latach dziewięćdziesiątych "otarłem się" o instalację oczyszczającą spaliny, kierowaną w oparciu o logikę rozmytą - proces był dużo efektywniejszy, niż gdy instalacja była kierowana przez sterownik dyskretny. "Program" w logice rozmytej to po prostu zestaw znajomych klauzul jeśli-to. Tylko zamiast precyzyjnych wyrażeń w rodzaju "jeżeli odległość od rampy wynosi mniej niż 20 cm, to wyłącz silnik" mamy trochę inne: "jeżeli odległość od rampy jest nieduża, to lekko przyhamuj". Proszę zwrócić uwagę na słowa "nieduża" i "lekko" - to kwintesencja fuzzy logic. Warto zauważyć jeszcze jedną rzecz: proces sterowania rozmytego prowadzi do znacznie płynniejszej regulacji, przypominającej bardziej ludzką rękę niż maszynę.

Dziedziną, w której logika rozmyta ma wielką przyszłość, jest na pewno zarządzanie. Najważniejsze decyzje podejmowane są przez "ważenie" pewnych nie do końca określonych ilościowo czynników, z których każdy mówi coś, ale żaden nie mówi wszystkiego jednoznacznie i na pewno. To, co różni sprawnych technokratów od wirtuozów zarządzania, to doświadczenie, nazywane też czasami intuicją, które pozwala im - w sposób całkowicie "rozmyty" - podejmować decyzje, które per saldo okazują się prawidłowe.

Czy logika rozmyta zagości na stałe również w informatyce? Najwłaściwsza jest rozmyta odpowiedź na to pytanie: trochę tak, choć odrobinę nie.