Un point sur la logique floue

logique-floue

La logique floue interpelle! Ne serait-ce que par cette association de deux mots qui sont a priori contradictoires.

A l’heure actuelle, la logique floue est exploitée dans de nombreux domaines tels que l’automatisme, la robotique, l’informatique, la gestion/prise de décision, l’environnement (météorologie),  la médecine, les mathématiques appliquées et également les sciences humaines.

Cette technique de l’intelligence artificielle permet en fait de formaliser simplement et intuitivement le fonctionnement de systèmes complexes. Elle repose sur le théorème des ensembles mathématiques flous qui confère à un élément, un état d’appartenance  (à un ensemble), qui ne soit pas simplement binaire (n’appartient ou n’appartient pas ; 0 ou 1) mais qui peut être compris entre 0 et 1.

Si l’on prend l’exemple d’une température d’une casserole d’eau, en logique classique, on va considérer l’eau comme froide en dessous de 20°C, chaude au dessus de 45 et tiède entre les deux. En logique floue la frontière entre les états n’est pas aussi clairement définie. La transition entre deux états est progressive et on aura une eau à 30% froide et 70% tiède à, dans notre cas environ 30°C.

2009-10-28 illu logique floue 4Représentation de la température d’une eau (logique classique à gauche, logique floue à droite)

Le choix des règles et définitions (pentes des courbes, nombres d’états, forme des courbes (triangle, cloches…),  positionnements des états etc.) sont des paramètres essentiels pour obtenir une bonne régulation. Cela nécessite par ailleurs une bonne connaissance du système.

Une fois les bases bien définies, on utilise les mêmes opérateurs qu’en logique classique :ET, OU, NON… (appelés opérateurs fuzzy ou flous), à la différence près qu’il existe plusieurs méthodes d’inférences.

Cette technique peut s’avérer très efficace en mécatronique (automatisme et robotique) avec les contrôleurs flous pour la régulation de systèmes pouvant être difficile à modéliser et contrôler et où l’imprécision sur les données rend le contrôle difficile.
De plus, il est possible de faire des rapprochements de phénomènes d’origines et de formes très diverses et ainsi de déceler d’éventuelles analogies, en mutualisant des données.

De nombreux systèmes fonctionnent grâce à cette technique. On peut citer les freins ABS, la gestion de feux rouges, la prévision météorologique, la reconnaissance de forme en robotique etc.

Pour plus d’information, vous pouvez vous référer  à la spécialiste française : Bernadette Bouchon-Meunier à travers deux ouvrages : La logique floue (PUF collection « Que sais-je ?», 1994) & La logique floue et ses applications (Addison Wesley France, 1995), ainsi que de nombreux sites internet sur ce sujet.

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