Fuzzy-Systeme

Fuzzy-Systeme bieten Konzepte für die Modellierung und das Management vager Informationen. Die Grundidee bei Fuzzy-Systemen besteht in der Erweiterung der in vielen Modellen üblichen binären Sichtweise, bei der man davon ausgeht, dass Aussagen entweder wahr oder falsch, und Eigenschaften entweder vorhanden oder nicht vorhanden sind. Diese Sichtweise ist jedoch kaum geeignet, um sämtliche Arten menschlichen Expertenwissens und entsprechende Schlussfolgerungsmechanismen adäquat zu repräsentieren. Der Mensch ist in der Lage, mit unscharfen, der natürlichen Sprache entstammenden Begriffen und Kategorien wie "groß", "klein", "schnell" und "alt" kontextabhängig umzugehen, bei denen für einzelne Objekte eine Zuordnung im allgemeinen nicht eindeutig, sondern nur graduell vorgenommen werden kann. Fuzzy-Systeme werden eingesetzt, um unscharfes Wissen berücksichtigen zu können und dabei eine sehr kompakte Modellierung zu ermöglichen.

Die Forschungsarbeiten über Fuzzy-Systeme konzentrieren sich bei ISC Gebhardt traditionell vor allem auf Fragen der Semantik von Fuzzy-Mengen. Ansätze zur Interpretation von Fuzzy-Mengen bieten Ähnlichkeitsrelationen, auf deren Basis sich Fuzzy Control als wissensbasierte Interpolationsmethode darstellen lässt, und Possibilitätsverteilungen, die sich vor allem zur Modellierung unsicheren Expertenwissens eignen.

Eine ausführliche Abhandlung über die Theorie und Anwendungen der Fuzzy-Systeme enthält die Buchveröffentlichung [Kruse, Gebhardt, Klawonn, 1994]. Die dort erarbeiteten Resultate sind zum Beispiel in einer Kooperation mit der Volkswagen AG Wolfsburg durch die Entwicklung eines Fuzzy Controllers zur Leerlauffüllungsregelung beim VW Golf GTI eingesetzt worden. Wie man ein geeignetes Regelsystem für einen solchen Controller anhand von Messdaten generieren kann, stellt dabei ein typisches Problem des Maschinellen Lernens dar und lässt sich zum Beispiel mit Methoden der Neuro-Fuzzy-Systeme und der Genetischen Algorithmen lösen. Für nähere Informationen zu dieser interessanten Applikation und ihren theoretischen Grundlagen sei auf den Aufsatz [Klawonn, Gebhardt, Kruse, 1995]. verwiesen, der im Jahre 1999 von der Organisation IEEE Neural Network Council den Outstanding Paper Award für den Dreijahres-Zeitraum von 1994 bis 1996 verliehen bekam.

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