Fuzzy Datenanalyse

Unsicherheit und Vagheit in wissensbasierten Systemen

Neuronale Netze und Fuzzy-Systeme Neuro-Fuzzy-Systeme

In unserer Gruppe arbeiten wir an den theoretischen Grundlagen der Neuro-Fuzzy-Systeme als auch deren praktische Umsetzung in Software-Tools. Neuronale Netze können aus Daten lernen, sind aber nicht interpretierbar. Für einen Benutzer verhalten sie sich wie eine Black Box - eine Neuronales Netz lernt zwar, aber der Benutzer lernt nichts aus dem Netz. Fuzzy-Systeme dagegen bestehen aus interpretierbaren linguistischen Regeln, sind jedoch nicht lernfähig.

Wir verwenden Lernverfahren aus dem Bereich Neuronaler Netze, um Fuzzy-Systeme aus Daten zu erzeugen. Die von uns entwickelten Algorithmen können sowohl Fuzzy-Regeln als auch Fuzzy-Mengen erlernen. Dabei besteht auch die Möglichkeit, das Lernverfahren mit Vorwissen zu initialisieren.

Im Rahmen unserer Arbeit haben wir mehrere Neuro-Fuzzy-Modelle entwickelt:

• Das NEFCON-Modell (NEuro Fuzzy CONtrol) unterstützt die Entwicklung von Fuzzy-Reglern durch verstärkendes Lernen (reinforcement learning). Das Lernverfahren nutzt ein Fuzzy-Fehlermaß, das durch den Benutzer definiert werden kann. NEFCON ist in drei unterschiedlichen Implementierungen verfügbar (für UNIX, Windows und MATLAB/SIMULINK).

• NEFCLASS steht für NEuro Fuzzy CLASSification. Es ist ein Neuro-Fuzzy-Modell zur Datenanalyse. Es ist in der Lage, Fuzzy-Klassifikationsregeln und geeignete Fuzzy-Mengen aus Trainingsdaten zu lernen. NEFCLASS ist für MS-DOS und UNIX verfügbar.

• NEFPROX ist eine Modell zur Neuro-Fuzzy-Funktionsapproximation. Es ist den beiden oben genannten Modellen ähnlich, ist jedoch allgemeiner. Es kann dazu verwendet werden, um ein Fuzzy-System aus Trainingsdaten zu erlernen, das eine Funktion approximiert, die durch die Beispieldaten beschrieben wird. NEFPROX wird demnächst für UNIX-Systeme verfügbar sein.

Zu diesen Themenbereich ist das Buch Neuronale Netze und Fuzzy-Systeme in der Reihe Computational Intelligence im Verlag Vieweg erschienen.
Die 2., überarbeitete und erweiterte Auflage ist seit Februar 1996 erhältlich.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Dr. Detlef Nauck, Andreas Nürnberger oder Prof. Dr. Rudolf Kruse.