Метод Комбса
Метод Комбса — это метод редукции набора правил при построении системы нечеткой логики, предложенный Уильямом Э. Комбсом в 1997 году. Метод предназначен для предотвращения комбинаторного взрыва при формулировке правил в нечетких логических системах[1][2].
Метод Комбса использует логическое равенство из пропозициональной логики: .
Доказательство равенства
Наиболее простой способ доказать приведённое равенство заключается в использовании таблицы истинности:
| T | T | T | T | T | T | T |
| T | T | F | F | F | F | F |
| T | F | T | T | T | T | T |
| T | F | F | T | F | Т | T |
| F | T | T | T | T | T | T |
| F | T | F | T | T | F | T |
| F | F | T | T | T | T | T |
| F | F | F | T | T | T | T |
Комбинаторный взрыв
Предположим, имеется нечеткая система, которая одновременно учитывает N переменных, каждая из которых может принадлежать хотя бы одному из S множеств. Для охвата всех возможных случаев в традиционной нечеткой системе потребуется правил, тогда как при использовании метода Комбса достаточно лишь правил. Например, если имеется пять множеств и пять переменных для формирования одного выхода, то традиционный подход требует 3125 правил для покрытия всех случаев, а метод Комбса — только 25 правил, что позволяет избежать комбинаторного взрыва при увеличении числа входов или наборов в системе.
В данной статье рассматривается непосредственно метод Комбса. Подробнее о традиционной формулировке правил см. статьи нечеткая логика и нечёткая ассоциативная матрица.
Пример
Предположим, разрабатывается система искусственная личность, определяющая степень дружелюбности персонажа к другому игроку в стратегической видеоигре. Персонаж будет учитывать собственный страх, доверие и симпатию (любовь) к другому персонажу. Множество правил в системе метода Комбса может выглядеть так:
| Страх | Не боится, ТОГДА Враги | Умеренный страх, ТОГДА Нейтральный | Боится, ТОГДА Хорошие друзья |
|---|---|---|---|
| Доверие | Недоверчивый, ТОГДА Враги | Умеренное доверие, ТОГДА Нейтральный | Доверчивый, ТОГДА Хорошие друзья |
| Любовь | Не любит, ТОГДА Враги | Умеренная любовь, ТОГДА Нейтральный | Любит, ТОГДА Хорошие друзья |
Эта таблица равнозначна следующим правилам:
[ЕСЛИ Страх РАВЕН Не боится, ТОГДА Дружба РАВНА Враги ИЛИ ЕСЛИ Страх РАВЕН Умеренный страх, ТОГДА Дружба РАВНА Нейтральный ИЛИ ЕСЛИ Страх РАВЕН Боится, ТОГДА Дружба РАВНА Хорошие друзья] ИЛИ [ЕСЛИ Доверие РАВНО Недоверчивый, ТОГДА Дружба РАВНА Враги ИЛИ ЕСЛИ Доверие РАВНО Умеренное доверие, ТОГДА Дружба РАВНА Нейтральный ИЛИ ЕСЛИ Доверие РАВНО Доверчивый, ТОГДА Дружба РАВНА Хорошие друзья] ИЛИ [ЕСЛИ Любовь РАВНА Не любит, ТОГДА Дружба РАВНА Враги ИЛИ ЕСЛИ Любовь РАВНА Умеренная любовь, ТОГДА Дружба РАВНА Нейтральный ИЛИ ЕСЛИ Любовь РАВНА Любит, ТОГДА Дружба РАВНА Хорошие друзья]
В данном случае, поскольку таблица следует простой схеме вывода, её можно переписать так:
| Страх | Не боится | Умеренный страх | Боится |
|---|---|---|---|
| Доверие | Недоверчивый | Умеренное доверие | Доверчивый |
| Любовь | Не любит | Умеренная любовь | Любит |
| Дружба | Враги | Нейтральный | Хорошие друзья |
Каждый столбец таблицы соответствует значению на выходе, приведённому в последней строке. Для получения итогового вывода системы усредняются значения каждой группы входных переменных для соответствующего вывода. Например, чтобы определить степень враждебности компьютера к игроку («Враги»), вычисляют среднее между тем, насколько компьютер не боится, насколько он недоверчив, и насколько не любит игрока. После расчётов, три полученных значения могут быть «продефаззифицированы» любым из традиционных методов (дефаззификация).
Примечания
Литература
- The Combs Method for Rapid Inference (Archive) (англ.). Wayback Machine. Дата обращения: 14 июня 2024. Архивировано 12 декабря 2002 года.