Soft Computing: New Trends and Applications

در دهه گذشته روش‌های جدید هوش مصنوعی برای مدل‌سازی و کنترل سیستم‌های پیچیده، یعنی شبکه‌های عصبی، منطق فازی و استدلال احتمالی مورد توجه محققان و مهندسان قرار گرفته است. اخیراً به مزیت‌هایی که با استفاده از ترکیب این روش‌ها که منشأ و تکامل مستقلی دارند، اشاره شده است و پارادایم جدیدی را ایجاد می‌کند که اکنون «محاسبات نرم» نامیده می‌شود. این روش جدید قابلیت‌های شبکه‌های عصبی را برای مدل‌سازی سیستم‌های غیرخطی و برای حل مسائل طبقه‌بندی، قدرت منطق فازی برای نشان دادن استدلال تقریبی یا اکتشافی و قابلیت‌های بزرگ محاسبات تکاملی برای بهینه‌سازی مسئله را در بر می‌گیرد. این کتاب درک روشنی از نوع جدیدی از سیستم محاسباتی، شبکه عصبی سلولی (CNN) ارائه می‌کند که با موفقیت برای حل بسیاری از مشکلات محاسباتی سنگین، عمدتاً در زمینه‌های پردازش تصویر و معادلات دیفرانسیل جزئی پیچیده، به کار گرفته شده است. سیستم های مبتنی بر محاسبات CNN ها فرصت های جدیدی را برای بهبود جعبه ابزار محاسبات نرم ارائه می دهند. کاربرد محاسبات نرم برای سیستم‌های پیچیده و به‌ویژه برای سیستم‌های آشفته با تولید دینامیک آشفته با استفاده از CNN نیز شرح داده شده است. این جنبه ها به دلیل علاقه رو به رشد آنها برای اهداف تحقیقاتی و کاربردی مورد توجه خاص هستند.
موضوعات خاص تحت پوشش در متن عبارتند از:
- منطق فازی، کنترل و شبکه های عصبی؛
- شبکه های عصبی مصنوعی و کاربرد آنها در مدل‌سازی و کنترل سیستم‌های دینامیکی؛
- الگوریتم‌های بهینه‌سازی تکاملی؛
- دینامیک پیچیده و شبکه‌های عصبی سلولی؛
- کاربردها در نظارت بر نویز ترافیک شهری، کنترل ربات و سیستم‌های فرآیند حرارتی سریع.

In the last decade new artificial intelligence methods for the modelling and control of complex systems, namely neural networks, fuzzy logic and probabilistic reasoning have drawn the interest of researchers and engineers. Recently, the advantages achievable by using combinations of these methods, which have independent origin and evolution, have been pointed out, generating a new paradigm which is now termed "soft-computing". This new methodology subsumes the capabilities of neural networks for modelling non-linear systems and for solving classification problems, the power of fuzzy-logic to represent approximate or heuristic reasoning and the large capabilities of evolutionary computation for problem optimisation. The book presents a clear understanding of a new type of computation system, the cellular neural network (CNN), which has been successfully applied to the solution of many heavy computation problems, mainly in the fields of image processing and complex partial differential equations. CNNs' computation-based systems represent new opportunities for improving the soft-computation toolbox. The application of soft computing to complex systems and in particular to chaotic systems with the generation of chaotic dynamics by using CNN is also described. These aspects are of particular interest owing to their growing interest for research and application purposes.
Specific topics covered in the text include:
- fuzzy logic, control and neural networks;
- artificial neural networks and their application in the modelling and control of dynamical systems;
- evolutionary optimisation algorithms;
- complex dynamics and cellular neural networks;
- applications in urban traffic noise monitoring, robot control and rapid thermal process systems.