Was ist Fuzzy Logic?

Fuzzy Logic ist ein Ansatz zur Datenverarbeitung, der auf Wahrheitsgraden basiert und nicht auf der üblichen booleschen Logik wahr oder falsch (1 oder 0), mit der moderne Computer arbeiten.

Die Idee der Fuzzy Logic wurde erstmals von Lotfi Zadeh von der University of California in Berkeley in den 1960er Jahren entwickelt. Zadeh arbeitete an dem Problem, dass Computer natürliche Sprache verstehen sollten. Doch die natürliche Sprache lässt sich nicht leicht in die absoluten Ausdrücke von 0 und 1 übertragen. Natürliche Sprache lässt sich wie die meisten anderen Aktivitäten im Leben und im Universum nicht ohne weiteres in die absoluten Begriffe 0 und 1 übersetzen. Ob alles letztlich in binären Begriffen beschreibbar wäre, ist eine philosophische Frage, der nachzugehen sich lohnt. Aber in der Praxis befinden sich viele Daten, mit denen wir einen Computer füttern wollen, in irgendeinem Zwischenzustand. Das gilt häufig auch für die Ergebnisse von Berechnungen. Es hilft, wenn man Fuzzy Logic als eine Methode für logisches Denken betrachtet und die Boolesche Logik nur ein besonderer Fall davon ist.

Abbildung 1: Vergleich der Wahrheitsgrade von Boolescher Logik und Fuzzy Logic.

Fuzzy Logic in der KI

In Systemen der künstlichen Intelligenz (KI) wird Fuzzy Logic verwendet, um menschliches Denken und Erkennen zu imitieren. Statt streng binärer Wahrheitsfälle umfasst die Fuzzy Logic 0 und 1 als Extremfälle der Wahrheit, aber mit verschiedenen Zwischengraden an Wahrheitsgehalt.

Daher eignet sich die Fuzzy Logic gut für:

Entwicklung von Entscheidungen ohne klare Gewissheiten und Ungewissheiten oder mit ungenauen Daten. Ein Beispiel sind Technologien zur Verarbeitung natürlicher Sprache.
Regulierung und Steuerung von Maschinenausgaben in Abhängigkeit von mehreren Eingaben/Eingangsvariablen. Ein Beispiel sind Temperaturregelungssysteme.

Der Supercomputer Watson von IBM ist eines der bekanntesten Beispiele dafür, wie Variationen von Fuzzy Logic und Fuzzy Semantik eingesetzt werden.

Abbildung 2: Wie Fuzzy Logic in der Technik eingesetzt wird.

Anwendungen für Fuzzy Logic

Verschiedene Arten von KI-Systemen und Technologien nutzen Fuzzy Logic. Dazu gehören Fahrzeugintelligenz, Unterhaltungselektronik, Medizin, Software, Chemie und Luft- und Raumfahrt.

In Automobilen wird Fuzzy Logic für die Gangwahl verwendet und basiert auf Faktoren wie Motorlast, Straßenbedingungen und Fahrstil.
In Geschirrspülern kommt Fuzzy Logic zum Einsatz, um die Spülstrategie und die benötigte Leistung zu bestimmen, die auf Faktoren wie der Anzahl des Geschirrs und der Menge der Essensreste auf dem Geschirr basieren.
In Kopiergeräten dient Fuzzy Logic dazu, die Trommelspannung anhand von Faktoren wie Feuchtigkeit, Bilddichte und Temperatur anzupassen.
In der Luft- und Raumfahrt wird Fuzzy Logic zur Steuerung der Flughöhe von Satelliten und Raumfahrzeugen auf der Grundlage von Umweltfaktoren eingesetzt.
In der Medizin wird Fuzzy Logic für computergestützte Diagnosen verwendet, die auf Faktoren wie Symptomen und der Krankengeschichte basieren.
In der chemischen Destillation sorgt Fuzzy Logic für die Steuerung von pH- und Temperaturvariablen.
Bei der Verarbeitung natürlicher Sprache kommt Fuzzy Logic zum Einsatz, um semantische Beziehungen zwischen Konzepten, die durch Wörter dargestellt werden, und anderen linguistischen Variablen zu bestimmen.
In Umweltkontrollsystemen, wie Klimaanlagen und Heizungen, bestimmt Fuzzy Logic die Ausgabe auf der Grundlage von Faktoren wie der aktuellen Temperatur und der Zieltemperatur.
In einer Business Rules Engine kann Fuzzy Logic dazu verwendet werden, die Entscheidungsfindung nach vorgegebenen Kriterien zu rationalisieren.

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