نگاشت شناختی فازی

نگاشت شناختی فازی FCM

منبع: نگاشت شناختی فازی نوشته آرش حبیبی نشر الکترونیک پارس‌مدیر

نگاشت شناختی فازی Fuzzy cognitive maps توسط کاسکو KOSKO به سال ۱۹۸۶ ارائه گردید. روش نگاشت شناختی یکی از روش‌های تحقیق در عملیات نرم است که برای بازنمایی دانش خبرگان به شیوه ای گرافیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. دانش عموماً بازنمایی دسته‌های متغیرها و علل آنها حاصل می‌شود. بطور کلی، دسته‌های متغیرها و علل آنها، غیرقطعی (فازی یا تصادفی) هستند. این فازی بودن در بازنمایی دانش و همینطور ذخیره دانش نیز تسری پیدا می‌کند. بنابراین اکتساب و پردازش دانش نیز باید به صورت فازی صورت گیرد. هرچه بازنمایی دانش بیشتر بر روش‌های فازی مبتنی باشد، اکتساب و پردازش دانش به صورت درست‌تری انجام خواهد شد.

نگاشت شناختی فازی روشی برای بازنمایی دانش مبتنی بر منطق فازی است که ریشه در مطالعات نگاشت شناختی و منطق فازی دارد. این روش بویژه برای مسائل پیچیده انسانی که در حیطه مطالعات سیستم‌های نرم قابل بررسی است کاربرد دارد. در نهایت با استفاده از اصول نگاشت شناختی فازی می‌توان به گراف‌های جهت‌داری دست پیدا کرد، مساله ابتدایی را به صورت یک مدل کاربردی ارائه می‌نماید. یک نگاشت ادراکی فازی، تصویری علّی رسم میکند. این نگاشت، حقایق، اشیاء و فرآیندها را به ارزشها، سیاستها و اهداف ارتباط می‌دهد. به شما اجازه میدهد تا چگونگی اعمال متقابل و نحوهی عملکرد حوادث پیچیده را پیشگویی کنید.

نگاشت شناختی فازی چیست؟

با توجه به کیفی بودن حیطه نگاشت‌های شناختی و از سوی دیگر با در نظر گرفتن توان کمی‌سازی منطق فازی، کاسکو نگاشت‌های شناختی فازی با وزنهای فازی را معرفی کرده است. بر مبنای تعریف کاسکو، این نگاشت یک نمودار گرافیکی هدایت شده با هدف نمایش روابط علت و معلولی میان عوامل است که رابطه میان هر یک جفت عامل در این مدل با عددی در بازه [۱ و ۱- ] مشخص می‌شود. یعنی اگر قواعد نگاشت‌های ادراکی، با هر عددی بین صفر و یک (یا بین منهای یک و استفاده شود) سنجیده شوند یا از کلمات وزنی، مانند «کمی»، «بیشتر یا کمتر» یا مقداری استفاده شود، نگاشت‌های شناختی به نگاشت ادراکی فازی تبدیل می‌شود.

ایجاد یک مدل نگاشت ادراکی فازی نیازمند ورودیهایی است که از تجارب و دانش افراد خبره در موضوع مورد نظر به دست می‌آید. بنابراین در مدلهای نگاشت ادراکی فازی تجارب انباشته شده افراد با دانش موجود در حوزهای که مدل برای آن ترسیم شده است یکپارچه میشود و بر مبنای آنها روابط علت و معلولی میان عوامل تشکیل دهنده سیستم، شکل میگیرد. نگاشت‌های شناختی فازی یک روش محاسباتی نرم برای مدل کردن سیستمها است. نگاشت‌های شناختی فازی، ساختارهای نموداری فازی برای نشان دادن استدلال علی هستند و فازی بودن آنها درجات مبهمی از علیت بین مفاهیم را نشان میدهد.

اگر عوامل موثر بر یک هدف خاص را با نگاشت ادراکی فازی نشان دهیم، با شناسایی مسیر حیاتی میتوان عوامل آن مسیر را به عنوان عوامل حیاتی موفقیت در نظر گرفت. همچنین با کمک این روش، تصویری کلی از روابط بین عوامل حیاتی موفقیت نشان داده میشود و تأثیر عوامل حیاتی موفقیت به اهداف سازمان مورد ارزیابی قرار میگیرد.

ویژگی‌های اصلی نگاشت شناختی فازی

  • نگاشت ادراکی فازی یک روش محاسباتی نرم برای مدل کردن سیستمها است که به صورت همزمان تیوری‌های شبکه‌های عصبی و منطق فازی را ترکیب کرده و بکار برده است.
  • نگاشت ادراکی فازی ساختارهای نموداری فازی برای نشان دادن استدلال علی هستند و فازی بودن آنها درجات مبهمی از علیت بین مفاهیم را نشان می‌دهد.
  • مدل نگاشت ادراکی فازی یک استنتاج نمایشی است که ارایه دهنده ویژگی‌های یک سیستم است. در این مدل پویایی یک سیستم به وسیله شبیهسازی تعاملات بین مفاهیم و عوامل موجود در آن نمایش داده می‌شود. مدل نگاشت ادراکی فازی برای نمایش هر دو نوع داده‌های کمی و کیفی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • یک نگاشت ادراکی فازی، تصویری علّی رسم می‌کند. این نگاشت حقایق، اشیاء و فرآیندها را به ارزش‌ها، سیاست‌ها و اهداف ارتباط می‌دهد. به شما اجازه می‌دهد تا چگونگی اعمال متقابل و نحوه عملکرد حوادث پیچیده را پیشگویی کنید و به شما امکان تحلیل بر مبنای «چه می‌شود، اگر…» را می‌دهند.

ماتریس مجاورت

ماتریس مجاورت Adjacency Matrix در کانون مطالعات نقشه نگاشتی فازی قرار دارد. در نگاشت ادراکی فازی، گره‌ها یا ملاحظات نیز فازی هستند و هر گره می‌تواند از ۰% تا ۱۰۰% برانگیخته شود. به عبارتی هر گره یک مجموعه فازی است. میزان روابط علی بین مفاهیم را می‌توان با ماتریسی نشان داد که به آن ماتریس مجاورت گویند. در شکل بالای همین مقاله، یک ماتریس مجاورت به همراه مدل مربوط ارائه شده است که توسط کاسکو (۱۹۸۶) ارائه شده است.

مکانیزم استنتاج یک نگاشت ادراکی فازی به این صورت است که در ابتدا یک نگاشت ادراکی فازی ارزش‌گذاری اولیه می‌شود. سطح فعالسازی هر گره از سیستم، بر اساس نظر کارشناس راجع به حالت کنونی، مقداری خاص می‌گیرد. سپس مفاهیم مختلف در اثرگذاری متقابل آزاد هستند. فعال‌سازی یک گره روی گره‌های دیگری که به آن متصل است اثر میگذارد. این فعل و انفعال تا زمانی که سیستم به نقطه ثابت تعادل یا یک دور محدود و یا یک رفتار آشوب برسد، ادامه مییابد و به اصطلاح فرآیند تکرار می‌شود.

نتیجه‌گیری بحث نگاشت شناختی فازی

کاربرد نگاشت‌های شناختی فازی مانند متخصصانی است که با برنامه‌های رایانها‌ی در رابطه با هوش مصنوعی، همراه با زنجیره‌های طولانی قوانین اگر ا آنگاه عمل می‌کنند. نگاشت‌های شناختی فازی را میتوان همچون یک شبکه عصبی در نظر گرفت و از آن یک سیستم دینامیکی ساخت که در آن شبکه امکان بررسی دوباره اطلاعات و گردش آن، همانند حافظه تداعی کننده دو جهتی، وجود دارد. در این سیستم امکان رسیدن و همگرا شدن به یک نقطه، و همچنین رسیدن به حالت تعادل، امکان‌پذیر است.

نگاشت شناختی فازی به واسطه بازخور رشد می‌کند. نگاشت‌های شناختی فازی می‌توانند موضعی و بر اساس برخی از پدیدههای یک محیط ساخته شوند، سپس با هم ترکیب شوند و یک مدل کلی بر اساس این نقشههای ترکیب شده از تمام پدیده‌های موجود در محیط بدست آورند.