Programação Evolutiva e Lógica Fuzzy CMP 135 Arquiteturas Especiais de Computadores Fauzi Shubeita - UFRGS 2004

Taxonomia da Computação Evolutiva

Computação Evolutiva - Conceito Computação Evolutiva consiste numa máquina “aprendente” otimizada, baseada nos moldes dos mecanismos de evolução biológica e seleção natural.

A característica que é comum as áreas da Computação Evolutiva é uma Base de Conhecimento (Knowledge). Essa base é alimentada e a quantidade de dados e/ou regras define a maior ou menor “inteligência” do sistema.

A base de conhecimento é explorada através de algoritmos que pesquisam a população-alvo através de seleção, cruzamento e mutação. Além de algoritmos, também são utilizadas regras baseadas em condições If-Then-Else e de operadores relacionais And, Or, Not,... Base de conhecimento

O software AIDA n Utilizado para diagnóstico e tratamento de pacientes com diabetes. n Programado em Turbo Pascal 5.5 e QuickBasic. n Baseado em programação evolutiva e estratégias de evolução.

Demonstração

Software ExSinta n Baseado em sistemas de classificação n Desenvolvido em Prolog n Utiliza o padrão de regras If-then-else n Explora o conceito de variáveis, regras e objetivos.

Demonstração

Lógica Fuzzy (Difusa)

Microcontroladores Fuzzy VANTAGENS n Baixo custo do processo de fabricação n Rápido desenvolvimento do protótipo n Facilidade de automatização do processo n Arquitetura Flexivel

Microcontroladores Fuzzy DESVANTAGENS n Geram circuitos VLSI complicados e grandes n Em função da interface com o mundo real de um sistema Fuzzy ser analógico torna-se necessário a utilização de conversores A/D D/A n A velocidade de processamento é limitada.

Arquitetura Fuzzy Fuzificador InferênciaDesfuzificador Problema a ser controlado

Fuzzy Fan n Software para controle de um sistema de refrigeração. n Desenvolvido em linguagem C.

Controle de Temperatura Velocidade do Ventilador Sensor de Temperatura Sensor de Umidade Ambiente Fluxo de ar

Demonstração

Pêndulo Invertido n Controle de equilíbrio n Desenvolvido em C n Dispositivo de uso geral

Pêndulo Invertido Ângulo Inclinação Velocidade Aceleração

Demonstração

Conclusão n Todos os problemas baseados na lógica humana podem ser resolvidos por sistemas computacionais, com uma maior ou menor complexidade. A computação evolutiva apesar de não ser recente, demostra com suas sub-áreas que as técnicas para otimizar o processamento de dados é essencial. Já a lógica Fuzzy quebra os paradigmas da lógica tradicional com a sua “incerteza” inerente a qualquer processo. Portanto, as duas isoladas ou em conjunto são poderosas ferramentas da computação natural.

Referências Wan, Eric A.; Control Systems: Classical, Neural, and Fuzzy; Oregon Graduate Institute; Lecture Notes Arabshahi, Payman; Marks II, Robert J.; Oh, Seho; Caudell, T.P.; Pointer Adaptation and Pruning of Min-Max Fuzzy Inference and Estimation, 1998 Whithley, Darrell; A Genetic Algorithm Tutorial; Technical Report; Full´er, Robert; Neural Fuzzy Systems;Abo Akademi; 1995.