퍼지 논리

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퍼지 논리(Fuzzy logic)는 불분명한 상태, 모호한 상태를 참 혹은 거짓의 이진 논리에서 벗어난 다치성으로 표현하는 논리 개념이다. 퍼지 논리는 근사치나 주관적 값을 사용하는 규칙들을 생성함으로써 부정확함을 표현할 수 있는 규칙 기반기술(rule-based technology)이다.[1]

개요[편집]

퍼지 논리는 자연 언어 등의 애매함을 정량적으로 표현하기 위하여 1965년 미국 버클리대학교의 L. A. 자데(Zadeh) 교수에 의해 도입된 퍼지 집합의 사고방식을 기초로 하고 있다.

퍼지 집합의 개념은 각 대상이 어떤 모임에 속한다 또는 속하지 않는다는 이진법 논리로부터, 각 대상이 그 모임에 속하는 정도를 소속함수(membership function)로 나타냄으로써 수학적으로 표현할 수 있다.

또한 퍼지측도(fuzzy measure)는 일반집합 A에서 위치가 애매한 원소 a가 A의 부분집합 P에 속한다는 말의 애매한 정도를 나타냄으로써 a와 A의 관계를 수학적으로 표현한다.

퍼지의 원리는 모든 것이 정도의 문제라고 주장한다. 퍼지성의 반대는 각 물음에 대답하는 두가지 극단적인 값들 대신에 둘 또는 그 이상 아마도 무한한 선택의 여지가 있는 스펙트럼을 의미한다. 퍼지성은 2진법이 아니라 흑과 백 사이의 무한한 회색의 농도인 아날로그를 의미한다.

세계관[편집]

1920년대 30년대 논리학자들이 하이젠베르크의 불확정성 원리를 다루기 위해 다치적 논리를 처음 개발했다. 이 양자 역학에서 나온 수학원리는 , 만일 여러분이 어떤 것을 정확하게 측정한다면, 여러분은 다른 것을 똑같이 정확하게 측정할 수 없다고 말한다. 그원리는 우리가 실제로 주장이 옳음, 틀림, 또는 결정할 수 없음을 나타내는 3치 논리를 다룰 것을 제안한다. 폴란드의 논리학자 루카시에비치가 '중간의 결정할 수없음'의 영역을 여러 개의 조각들로 나누고 많은 값 또는 다치 논리를 생각해 냈다. 그 다음에 루카시에비치는 다음 단계로 진행하여 비결정성이 틀림과 옳음 사이 0과 1사이의 스펙트럼인 연속체를 이루게 했다. '퍼지'란 용어는 30년 후에야 과학용어의 범주에 들게 되었다. 그때 까지는 버트런드 러셀과 같은 논리학자들은 다치성을 기술할 때 '애매한'이란 용어를 사용했다. 1937년에 양자 철학자인 막스 블랙이 우리가 지금 퍼지 집할들이라 부르는 애매한 집합들에 대한 논문을 발표했다. 퍼지란 용어는 과학의 지탄을 받았다. 퍼지논리는 3천년 동안 서양문명을 지탱해온 아리스토텔레스의 2치성에 대한 정면도전이었으며 동양 사상으로부터의 다치성을 기반으로 하여 잉태된 것이기 때문이다. 인간의 추론은 퍼지인 상태이다. 이제 인간은 기계가 추론하는 방법을 퍼지화 하고 '시원한 온도'또는 '느린 속도'같이 인간이 추론하는 대상 개념들을 퍼지화함으로써 기계를 더 영리한 도구로 만들어 나갈 수 있다.

확률론과의 차이[편집]

퍼지 이론은 확률 이론과 근본적으로 다르다. 어떤 사람이 부엌과 침실 사이의 문간에 서 있다고 할 때, "그 사람은 50% 부엌, 50% 침실에 서 있다" 라고 말하는 것과 "그 사람은 50%의 확률로 부엌에 있거나 50% 확률로 침실에 있다"라고 말하는 것은 다르다.

퍼지 이론은 "회색 이론"이라는 별명으로도 불린다. 왜냐하면 흑백 사이의 수많은 회색을 상정하기 때문이다. 그리고 이 개념을 표현하는 방식으로 "매우", "조금", "약간", "보통의"라는 언어적 형용사를 사용한다. 그렇기 때문에 퍼지 이론을 "비수학적"이라고 생각하는 사람도 있다.

응용[편집]

최근 퍼지이론을 응용하여 인간의 사고 능력에 가까운 기능을 구현하는 연구가 활발하게 진행되고 있으며, 가전제품, 자동제어 분야에 응용한 제품이 출현하였다.

주요 응용분야인 퍼지제어기는 퍼지화기(fuzzifier), 규칙 베이스(rule base), 퍼지 추론기(fuzzy inference engine), 비퍼지화기(defuzzifier)로 구성되어 있다. 퍼지제어기는 복잡한 비선형 시스템의 제어시 퍼지집합을 분할하여 각 영역에 따른 규칙 베이스를 구성하면 기존의 비선형 제어기에 비해 훌륭한 성능을 얻을 수 있다.

퍼지 이론 사용의 실례[편집]

  • ABS 혹은 순항 통제
  • 에어컨의 인공지능 온도 조절 기능
  • 반지의 제왕 영화의 CG를 담당한 MASSIVE 엔진의 기본 알고리즘.
  • 카메라
  • 디지털 이미지 프로세싱. 이미지의 경계를 찾아내는 것 같은 일들을 퍼지 엔진이 수행한다.
  • 전기 밥솥
  • 식기 세척기
  • 엘리베이터
  • 컴퓨터 게임의 인공지능

퍼지 이론을 사용한 마이크로프로세서도 현재 시중에 출시되었다.

주석[편집]

  1. Laudon, Kenneth C, Jane P. 《Management Information Systems 12/E: Managing the Digital Firm, CHAPTER 11, 445P》. Pearson Education Asia. ISBN-10 : 027375453X / ISBN-13 : 9780273754534