پدر منطق فازی

۵۵آنلاین :

پروفسور لطف الله عسگرزاده معروف به استاد لطفی‌زاده در سال ۱۹۲۱ در باکو مرکز آذربایجان دیده به جهان گشود. استاد لطفی تحصیلات ابتدایی خود را در شهر باکو و به زبان روسی آغاز کرد. والدین لطفی در پی قحطی، ناچار به ترک باکو و مهاجرت به ایران شدند.

• جوانی

استاد لطفی‌زاده زندگی خود را همراه با والدینش در تهران شروع کرد و مقطع تحصیلی دبیرستان خود را در دبیرستان البرز سپری کرد و تحصیلات خود را در دانشکده فنی دانشگاه تهران ادامه داد. استاد لطفی‌زاده از ۱۰ تا 23 سالگی در ایران زندگی کرد. در سال ۱۹۴۲ با درجه کارشناسی مهندسی برق از دانشکده فنی دانشگاه تهران فارغ التحصیل شد. او در سال ۱۹۴۴ وارد کشور آمریکا شد و به دانشگاه MIT رفت و در سال 1946 درجه کارشناسی ارشد را در مهندسی برق دریافت کرد. در سال ۱۹۵۱ درجه دکترای خود را در رشته مهندسی برق دریافت نمود و به سمت استادی در دانشگاه کلمبیا دست یافت. سپس به دانشگاه برکلی رفته و در سال ۱۹۶۳ ریاست دپارتمان مهندسی برق دانشگاه بر کلی را که بالاترین عنوان در رشته مهندسی برق است، کسب کرد.

• آشنایی با علوم جدید

در سال ۱۹۵۶ استاد لطفی‌زاده بررسی منطق چند ارزشی و ارائه مقالات تخصصی در مورد این منطق را آغاز کرد. پروفسور لطفی‌زاده از طریق موسسه پرینستون با استفن کلین آشنا شد. استفن کلین کسی است که از طرف مؤسسه پرینستون، منطق چند ارزشی را در ایالات متحده رهبری می‌کرد. کلین متفکر جوان ایرانی را تحت حمایت خود قرار داد. آن‌ها در طی این چند سال هیچ مقاله‌ی مشترکی ننوشتند، اما تحت تأثیر یکدیگر بودند. لطفی‌زاده اصول منطق و ریاضی منطق چند ارزشی را فرا گرفت و همچنین به کلین اساس مهندسی برق و نظریه اطلاعات را آموخت. وی پس از آشنایی با پرینستون، شیفته منطق چند ارزشی شد.

• شروع سختی‌ها

سال ۱۹۶۰، سال به چالش کشیدن و انکار نظریه فازی بود و هیچ یک از مراکز تحقیقاتی، نظریه فازی را به عنوان یک زمینه تحقیق جدی نگرفتند. نظریه فازی به وسیله پروفسور لطفی‌زاده در سال ۱۹۶۵ در مقاله ای به نام مجموعه‌های فازی معرفی شد. ایشان قبل از کار بر روی نظریه فازی، یکی استاد برجسته در نظریه کنترل بود. او مفهوم «حالت» را که اساس نظریه کنترل مدرن را شکل می‌دهد، توسعه داد.

• نظریه منطق فازی

پروفسور لطفی‌زاده طی یک مقاله علمی کلاسیک که در سال ۱۹۶۵ به چاپ رسید مفهوم «مجموعه فازی» را که اساس نظریه تجزیه و تحلیل سیستم‌های پیچیده است، معرفی کرد که در آن «زبان طبیعی » به جای متغیرهای عددی برای تشریح رفتار و عملکرد سیستم‌ها به کار می‌رود. پس از معرفی مجموعه فازی، بیش از ۱۵۰۰۰۰ مقاله علمی توسط دانشمندان جهان درباره منطق فازی و کاربردهای گسترده آن در نشریات علمی منتشر شده و حدود 30000 درخواست ثبت اختراع در این زمينه در کشورهای مختلف جهان به عمل آمده است.

وی فعالیت خویش در نظریه فازی را در مقاله‌ای با عنوان «مجموعه‌های فازی» تجسم بخشید. مباحث بسیاری در مورد مجموعه‌های فازی به وجود آمد و ریاضیدانان معتقد بودند نظریه احتمالات برای حل مسائلی که نظریه فازی ادعای حل بهتر آن را دارد، کفایت می‌کند. استاد لطفی‌زاده پس از معرفی مجموعه فازی در سال ۱۹۶۵، مفاهیم الگوریتم فازی را در سال 1968، تصمیم‌گیری فازی را در سال 1970 و ترتیب فازی را در سال 1971 ارائه کرد. ایشان در سال ۱۹۷۳ اساس کار کنترل فازی را بنا کرد.

در سال 1962 لطفی‌زاده تغییرات مهم و اصلی را در مقاله «از نظریه مدار به نظریه سیستم» در مجله IRE که یکی از برترین مجله‌های مهندسی آن روز بود، منتشر کرد. در اینجا برای اولین بار عبارت فازی را برای چند ارزشی پیشنهاد داد. اما در دهه ۱۹۷۰، به کاربردهای عملی نظریه فازی توجه بیشتر و جدی‌تری شد و دیدگاه‌های شک‌برانگیز درباره ماهیت وجودی نظریه فازی مرتفع شد. لطفی‌زاده پس از ارائه منطق فازی، در تمام دهه ۱۹۷۰ و دهه ۱۹۸۰ به منتقدان خود مورد این منطق پاسخ می‌داد. متانت، حوصله و صبوری استاد در برخورد با انتقادات و منتقدان منطق فازی در رشد منطق فازی بسیار مؤثر بوده است.

• تعریف منطق فازی

منطق فازی، یک جهان بینی جدید است که به رغم ریشه داشتن در فرهنگ مشرق زمین با نیازهای دنیای پیچیده امروز بسیار سازگارتر از منطق ارسطویی است. منطق فازی جهان را آن‌طور که هست به تصویر می‌کشد. بدیهی است چون ذهن ما با منطق ارسطویی پرورش یافته، برای درک مفاهیم فازی در ابتدا باید کمی تأمل کنیم، ولی وقتی آن را شناختیم. با نمی‌توانیم به سادگی آن را فراموش کنیم. دنیایی که ما در آن زندگی می‌کنیم، دنیای مبهمات و عدم قطعیت است. مغز انسان عادت کرده است که در چنین محیطی فکر کند و تصمیم بگیرد و این قابلیت مغز که بتواند با استفاده از داده‌های نادقیق و کیفی به یادگیری و نتیجه گیری بپردازد، در مقابل منطق ارسطویی که لازمه آن داده‌های دقیق و کمی است، قابل تأمل است.

منطق فازی معتقد است که ابهام در ماهيت علم است. برخلاف دیگران که معتقدند که باید تقریب‌ها را دقیق‌تر کرد تا بهره‌وری افزایش یابد، پروفسور لطفی‌زاده معتقد است که باید به دنبال ساختن مدل‌هایی بود که ابهام را به عنوان بخشی از سیستم مدل کند. در منطق ارسطویی، یک دسته‌بندی درست و نادرست وجود دارد. تمام گزاره‌ها درست یا نادرست هستند. بنابراین جمله «هوا سرد است» در مدل ارسطویی اساسا یک گزاره نمی‌باشد، چراکه مقدار سرد بودن برای افراد مختلفی متفاوت است و این جمله اساسا همیشه درستی همیشه نادرست نیست. در منطق فازی، جملاتی هستند که مقداری درست و مقداری نادرست هستند. برای مثال، جمله «هوا سرد است» یک گزاره منطقی فازی است که درستی آن گاهی کم و گاهی زیاد است. گاهی همیشه درست و گاهی همیشه نادرست و گاهی تا حدودی درست است. منطق فازی می‌تواند پایه‌ریز بنیانی برای فناوری جدیدی باشد که تا کنون هم دست آوردهای فراوانی داشته است.

اما بهترین تعریف از منطق فازی همان تعریفی است که بسیار ساده توسط خود پروفسور مطرح شد: «منطقی کلاسیک شبیه شخصی است که با یک لباس رسمی مشکی، بلوز سفید آهاردار، کروات مشکی، کفش‌های براق و غیره که به یک مهمانی رسمی آمده است و منطق فازی تا اندازه ای شبیه فردی است که با لباس غیررسمی، شلوار جین، تی شرت و کفش‌های پارچه‌ای به همان مهمانی آمده است. این لباس را درگذشته نمی‌پذیرفتند، اما امروزه جور دیگری است.»

• کاربردهای منطق فازی

از منطق فازی برای ساخت کنترل کننده‌های لوازم خانگی از قبیل ماشین رختشویی و یخچال و کلیه وسایلی که نیاز به استدلال متغیر دارند، استفاده می‌شود. کاربرد اساسی آن تشخیصی حوزه متغیرهای پیوسته است. برای مثال یک وسیله اندازه گیری دما برای جلوگیری از قفل شدن یک عایق ممکن است چندین عضو مجزای تابعی داشته باشد تا بتواند حوزه دماهایی را که نیاز به کنترل دارد به طور صحیح تعریف نماید. هر تابع، یک ارزش دمایی مشابه را اختیار می‌کند که حوزه آن بین صفر و یک است. از این ارزش‌های داده شده برای تعیین چگونگی کنترل یک عایق استفاده می‌شود.

از کاربردهای دیگر منطق فازی می‌توان به کاربرد این علم در صنعت اتومبیل سازی (در طراحی سیستم ترمز ABS و کنترل موتور برای به دست آوردن بالاترین راندمان قدرت)، در طراحی بعضی از ریزپردازنده‌ها و طراحی دوربین‌های دیجیتال، موبایل و بسیاری موارد دیگر اشاره کرد. منطق فازی به ویژه در صنعت کاربردهای فراوان پیدا کرده است. کنترل، شبکه‌های عصبی، کامپیوتر، منطق، تحقیق در عملیات، شبیه سازی، ریاضیات، آمار، شیمی، محاسبات نرم، هوش مصنوعی، تجزیه و تحلیل داده‌ها، کشاورزی، و بسیاری زمینه‌های دیگر از مواردی است که از منطق فازی بهره می‌برند. البته فازی فراتر از این پیش رفت و در علوم انسانی و علوم اجتماعی و حتی در علوم مدیریتی نیز کاربردهایی را پیدا کرده است.

پروفسور لطفی‌زاده که برای انجام چند سخنرانی به دعوت رئیس دانشگاه صنعتی دانشگاه برلین به آلمان سفر کرده بود در جواب خبرنگاری که ار کاربرد منطق فازی در تکنیک امروزی پرسیده بود این طور جواب داد: «اتفاقا این حساسیتی که در میکروفن شما بکار گرفته شده محیط پیرامون را منعکس نکند، نظام منطق فازی را در خود مستتر دارد.»

مدت‌ها بود که پروفسور لطفی‌زاده با نظریه سیستم‌ها سروکار داشت و ملاحظه می‌کرد که هرچه پیچیدگی یک سیستم بیشتر شود، حل و فصل آن به وسیله ریاضیات رایج مشکل تر است و لذا به ریاضیات دیگری برای حل این مشکل نیاز است. این ریاضیات باید بتواند ابهام موجود در پیچیدگی یک سیستم را مدل سازی کند و با محاسبات خود آن را تحت کنترل و نظارت در آورد و رفتار آن را پیشگویی کند و بالاخره درسال ۱۹۶۵ به این موفقیت دست یافت.

امروزه هیچ دستگاه الکترونیکی، بدون کاربرد این منطق در ساختار فنی خود ساخته نمی‌شود. با منطق فازی پروفسور لطفی‌زاده این دستگاه‌ها هوشمند می‌شوند. امروزه اروپایی‌ها، ژاپنی‌ها و آمریکایی‌ها و همه و همه‌ کشورهای پیشرو در علم و صنعت، پروفسور لطفی‌زاده را می‌شناسند و از اهمیت کار او در دانش مدرن بشری آگاه‌اند. ولی متاسفانه این دانشمند جهانی در نزد ایرانیان داخلی و خارج کشور ناشناخته مانده است. کشور ژاپن با اتکا بر همین علم گوی سبقت را در تولید لوازم الکترونیک هوشمند از دیگر همتایانش ربوده است. با پیشرفت چشمگیر ژاپن در عرصه وسایل الکترونیکی، در سال ۱۹۹۰ کلمه «فازی» در آن کشور به عنوان «کلمه سال» شناخته شد. این منطق حدود چهل سال پیش در امریکا توسط پروفسور لطفی‌زاده پایه ریزی شد و برای اولین بار در سال ۱۹۷۴ در اروپا برای تنظیم دستگاه تولید بخار در یک نیروگاه، کاربرد عملی پیدا کرد. در سال مالی (۱۹۹۲ - ۱۹۹۱)، کمپانی «ماتسوشیتا»ی ژاپن به تنهایی توانست تجهیزات و سیستم‌های الکتریکی و الکترونیکی به ارزش یک میلیارد دلار به فروش برساند که در آن‌ها از منطق فازی استفاده می‌شود. در حال حاضر ۱۲۲ ژورنال علمی در دنیا چاپ می‌شوند که در عناوین آن‌ها کلمه «فازی» دیده می‌شود. تنها در کشور ژاپن بیش از ۲۰۰۰ مهندسی و دانشمند در رشته منطق فازی به تحقیقات علمی و صنعتی مشغول هستند.

• جوایز علمی

پروفسور لطفی‌زاده موفق به دریافت ۹ مدال علمی شده است که از این تعداد پنج مدال به مناسبت‌های گوناگون توسط انستیتوی مهندسی برق و الکترونیک امریکا و چهار مدال دیگر توسط انستیتوی مهندسی مکانیک آمریکا، انجمن علوم مهندسی آمریکا، آکادمی علوم جمهوری چک و انجمن بین‌المللی سیستم‌های هوشیار به وی اهدا شده است. همچنین پروفسور لطفی‌زاده ۱۴ جایزه علمی دریافت کرده که از آن جمله می‌توان به جایزه اهدای بنیاد معروف هوندای ژاپن اشاره کرد.

دانشگاه‌های متعدد جهان، دانشگاه تولوز (فرانسه)، دانشگاه ایالتی نیویورک، دانشگاه دورتموند آلمان، دانشگاه اوویدو اسپانیا، دانشگاه گرانادای اسپانیا، دانشگاه لیک هد کانادا، دانشگاه لويزويل آمریکا، دانشگاه باکو (جمهوری آذربایجان)، دانشگاه گلیوی لهستان، دانشگاه اوستراوای جمهوری چک، دانشگاه تورنتو (کانادا)، دانشگاه فلوریدای مرکزی (آمریکا)، دانشگاه هامبورگ (آلمان)، و دانشگاه پاریس فرانسه با اهدای درجه دکتری افتخاری به پروفسور لطفی‌زاده از خدمات علمی وی و به ویژه به خاطر ابداع منطق فازی که علوم و مهندسی کامپیوتر و نظریه سیستم‌ها را دگرگون کرده است، اظهار قدرشناسی کرده‌اند.

در ایران نیز در اسفند سال ۱۳۹۴ به گزارش خبرگزاری مهر مراسم بزرگداشتی در دانشگاه تهران برگزار شد که در آن مراسم دکتری افتخاری دانشگاه تهران به ایشان اعطا شد که پروفسور پدریکز از طرف ایشان مدرک را تحویل گرفتند. همچنین در همین مراسم از سردیسی از استاد پروفسور لطفی‌زاده با حضور وزیر وقت علوم و رئیس وقت کمیسیون آموزشی و تحقیقات و رئیس وقت دانشگاه تهران رونمایی شد.

• دوران استراحت

پروفسور لطفی‌زاده به طور رسمی از سال ۱۹۹۱ بازنشسته شده است، وی مقیم سانفرانسیسکو است و در آنجا به پروفسور «زاده» مشهور است. البته او پس از بازنشستگی همچنان فعالیت‌های علمی خود را در دانشگاه کالیفرنیا ادامه می‌دهد و به صورت مستمر در کنفرانس‌ها، سمینارها در شهرهای مختلف جهان شرکت کرده و سخنرانی می‌کند. در حال حاضر پروفسور لطفی‌زاده به عنوان استاد ممتاز مهندسی برق، مدیریت مرکز نرم‌افزار کامپیوتری دانشگاه برکلی را عهده‌دار است. پروفسور لطفی‌زاده به هنگام فراغت به سرگرمی محبوبش عکاسی می‌پردازد. او عاشقی عکاسی است و تاکنون شخصیت‌های معروفی همچون رؤسای جمهور آمریکا، ترومن و نیکسون، رو به دوربین وی لبخند زده‌اند. سرگرمی دیگر پروفسور لطفی‌زاده، موسیقی است. او در اتاق نشیمن خود بیست و هشت بلندگوی حساس تعبیه نموده تا به موسیقی کلاسیک با کیفیت بالا گوش کند.