Yeşil çek
Panoya kopyalanan bağlantı

Yapay zekada bulanık mantık, gürültülü görsel verilerin analizini geliştirir

Yapay zeka çözümlerindeki bulanık mantığın, çok çeşitli uygulamalarda bilgisayarla görme görevlerini desteklemek için belirsiz görsel verilerin işlenmesine nasıl yardımcı olabileceğini öğrenin.

AI (yapay zeka), makinelerin düşünmesine, analiz etmesine ve dünyayla etkileşime girmesine yardımcı olan birçok tekniği kapsayan bir şemsiye gibidir. Bu tekniklerden biri de insan zekasının önemli bir bölümünü taklit etmeyi amaçlayan bulanık mantıktır: bize verilen bilgi belirsiz veya eksik olduğunda bile karar verme yeteneğimiz. 

Katı kurallar kullanan geleneksel yöntemlerin aksine, bulanık mantık verileri dereceli olarak işler ve makinelerin karmaşık durumlara daha doğal bir şekilde adapte olmasını mümkün kılar. Araştırmalar, bulanık mantığın kontrol sistemleri ve görüntü işlemeden bilgisayar görüşü ve uzman sistemlere kadar çok çeşitli alanlarda uygulanabileceğini göstermektedir.

Örneğin, bilgisayarla görme açısından bulanık mantık, net olmayan veya eksik verileri yorumlayarak görüntü analizini geliştirir ve girdi mükemmel olmasa bile sistemlerin daha doğru kararlar almasına yardımcı olur. Özellikle geleneksel yöntemlerin sıklıkla zorlandığı loş ışık, engellenmiş görünümler veya bulanık görüntüler gibi zorlu koşullarda kullanışlıdır.

Bu makalede, bulanık mantığın görsel verileri analiz etmek için nasıl kullanıldığını inceleyeceğiz. Ayrıca evriminin izini sürecek, sektörlerdeki pratik uygulamalarına bakacak ve yapay zeka güdümlü görüntü sistemlerini güçlendirmek için bulanık mantık kullanmanın hem faydalarını hem de zorluklarını tartışacağız.

Bulanık mantık nedir?

Bulanık mantık, bilgisayarların katı, siyah-beyaz seçimler yerine esnek kararlar almasına yardımcı olur. Geleneksel yapay zeka modelleri kesin değerlere dayanırken, bulanık mantık bilgiyi dereceli olarak işler. Bu, doğru veya yanlış bir sonucu zorlamak yerine, değişen kesinlik seviyelerini kolaylaştırdığı ve karmaşık ve belirsiz verileri işlemek için daha uygun hale getirdiği anlamına gelir.

Özünde bulanık mantık, Boolean mantığı (ikili doğru/yanlış sonuçlarına dayanan bir çerçeve) fikrini, değerlerin mutlak doğruluk ve yanlışlık arasında kalmasına izin vererek genişletir. Pratik anlamda bu, yapay zeka sistemlerinin her ayrıntıyı katı kategorilere sığdırmak zorunda kalmadan görüntüleri daha doğal bir şekilde sınıflandırmasını sağlar.

Şekil 1. Bulanık mantığın anlaşılması.

Bulanık mantıkla ilgili bazı temel fikirler üyelik fonksiyonları, dilsel değişkenler ve bulanık kümelerdir. İşte bunlara ve bilgisayarla görme uygulamalarıyla nasıl ilişkili olduklarına daha yakından bir bakış:

  • Üyelik fonksiyonları: Bu fonksiyonlar bir girdiye 0 ile 1 arasında bir değer atayarak bir pikselin veya özelliğin belirli bir kategoriye ne kadar uyduğunu gösterir. Bu, görüntü analizinde görüntüleri bölümlere ayırma veya sınırlar net olmadığında kenarları tespit etme gibi görevler için kullanışlıdır.
  • Dilsel değişkenler: Bunlar verileri temsil etmek için sadece sayılar kullanmak yerine "yüksek", "orta" veya "düşük" gibi açıklayıcı terimler kullanır. Bilgisayarla görmede, parlaklık veya doku gibi özelliklerin sezgisel bir şekilde tanımlanmasına yardımcı olurlar.
  • Bulanık kümeler: Kesin sınırları olan geleneksel kümelerin aksine, bulanık kümeler öğelerin bir gruba farklı derecelerde ait olmasına izin verir. Bu yaklaşım, özelliklerin tek bir sınıfa tam olarak uymayabileceği görüntü sınıflandırma gibi bilgisayarla görme görevlerinde daha incelikli kategorizasyonu destekler.

Yapay zekada bulanık mantığın evrimi

Köklerine kadar uzanan bulanık mantık, yapay zekanın şekillendirilmesinde kilit bir rol oynamıştır. Her şey 1965 yılında Lotfi A. Zadeh' in Bulanık Kümeleri yayınlamasıyla başladı. Değerlerin tamamen doğru ve tamamen yanlış arasında herhangi bir yere düşebileceği bir sistemi tanıttı. 

On yıldan kısa bir süre sonra, 1974 yılında, Ebrahim H. Mamdani ve Seto Assilian, bir buhar motoru ve kazan sistemi için ilk bulanık mantık denetleyicisini geliştirerek bu fikirlerin pratik ortamlarda nasıl uygulanabileceğini gösterdiler. 

Bir adım daha ileri giderek, 1980'lerde Japon mühendisler bulanık mantığı tüketici elektroniği, ev aletleri ve ulaşım sistemlerine entegre etmeye başladılar. Sendai Metrosu'nun hızlanma, frenleme ve durmayı optimize etmek için bulanık mantık kullandığı 1987 tarihli ilginç bir örnektir.

Şekil 2. Sendai metrosu 1000N serisinde bulanık mantık kullanılmıştır.

Yapay zeka ve makine öğrenimi geliştikçe, araştırmacılar bulanık mantığın esnek muhakemesini sinir ağlarının öğrenme yetenekleriyle harmanlayan hibrit bir yaklaşım olan nöro-bulanık sistemleri keşfettiler. Bu kombinasyon, YZ'nin belirsiz verilerle başa çıkma becerisini daha da geliştirdi. 

Bulanık mantık yapay zekanın başlangıcı mıydı?

Bulanık mantığın yapay zekanın başlangıcı olup olmadığını merak ediyor olabilirsiniz. Bulanık mantık YZ'nin başlangıcı olmasa da, makinelerin belirsizliği ele alma biçiminde önemli bir değişime işaret ediyordu. 

Bulanık mantık, mutlak evet ya da hayır cevaplarında ısrar etmek yerine kısmi doğruları kabul ederek daha insani bir yaklaşım benimser. Bu, sistemlerin karmaşık ve belirsiz bilgileri çok daha iyi ele almasını sağlar. Bulanık mantık yapay zekanın yalnızca bir parçası olsa da, gelişimi modern sistemleri gerçek dünyadaki zorluklara daha uyumlu hale getirmenin anahtarı olmuştur.

Görüntü analizinde bulanık mantığı keşfetmek

Bulanık mantığın görsel verileri daha iyi analiz etmek için nasıl kullanıldığını anlamak için güneş paneli denetimindeki uygulamasını ele alalım. Bu süreçte, mikro çatlaklar, delaminasyon veya işlevselliği etkileyebilecek performansı etkileyebilecek diğer anormallikler gibi potansiyel kusurları tespit etmek için güneş panellerinin görüntüleri yakalanır.

Geleneksel olarak, güneş paneli denetiminde kullanılan görüntü işleme sistemleri, ikili kararlar veren katı, kural tabanlı yöntemlere dayanmaktadır - her bir bileşeni veya kusuru sabit eşiklere göre kabul edilebilir veya hatalı olarak sınıflandırır. 

Bu yöntemler kontrollü ortamlarda iyi çalışsa da, genellikle belirsiz veya düşük kaliteli görüntülerle mücadele ederler. Bu arada, derin öğrenme tarafından yönlendirilen modern bilgisayarla görme modelleri, nesneleri daha doğru bir şekilde tespit etmek ve sınıflandırmak için büyük veri kümelerinden öğrenerek görüntü analizini geliştirmiştir. Bununla birlikte, bu gelişmiş modeller bile zayıf aydınlatma, oklüzyonlar veya ince kusurlar gibi sorunlarla uğraşırken zorluklarla karşılaşabilir. 

Bulanık mantık burada devreye girer. Bulanık mantığı entegre ederek, sistemler yalnızca katı evet veya hayır kararlarına güvenmek yerine her algılamaya güven dereceleri atayabilir. Üyelik fonksiyonlarını kullanan sistem, bir pikselin veya özelliğin belirli bir kategoriye ne kadar güçlü bir şekilde ait olduğunu değerlendirir. 

Örneğin, hafif bir kusur hemen kusurlu veya değil olarak etiketlenmek yerine %70 güven seviyesinde kusurlu olarak sınıflandırılabilir. Bu daha incelikli yaklaşım, gerçek dünyadaki güneş paneli denetim senaryolarında daha güvenilir ve doğru kusur tespiti sağlar.

Şekil 3. Güneş panellerindeki çatlakları tespit etmek için bulanık mantık kullanımı.

Yapay zekada bulanık mantığın diğer uygulamaları

Daha sonra, bu tekniğin etkilediği tüm farklı alanlar hakkında daha iyi bir fikir edinmek için yapay zekada bulanık mantığın diğer bazı uygulamalarını inceleyelim. 

Örneğin, yapay zekada bulanık mantığın önemli bir uygulaması endüstriyel otomasyon ve robotikte bulunur. Bulanık mantık kontrolörleri, belirsiz sensör girdilerini yorumlayarak makine ve süreçler üzerinde daha sorunsuz kontrol sağlayabilir ve hızla değişen koşullarda bile istikrarlı operasyonlar sağlayabilir. 

Özellikle otomotiv sistemlerinde bu yaklaşım, uyarlanabilir hız sabitleyici ve kilitlenmeyi önleyici frenleme gibi güvenlik özelliklerini destekler. Araçların katı, ikili kararlara dayanmak yerine değişken yol koşullarına daha zarif bir şekilde uyum sağlamasına olanak tanır.

Bulanık mantık, oyun gibi diğer alanlarda da ilerleme kaydediyor. İşte daha yakından bir bakış:

  • Oyun: Bulanık mantık, oyuncu olmayan karakterlerin daha gerçekçi ve uyarlanabilir davranışlar sergilemesini sağlayarak dinamik ve sürükleyici oyun deneyimlerine katkıda bulunur.
  • Üretim: Özellikle PCB denetiminde bulanık mantık, belirsiz görsel verilerin analiz edilmesine ve kusurların daha yüksek doğrulukla tespit edilmesine yardımcı olarak daha yüksek kalite kontrolü sağlar.
  • Kontrol sistemleri: Bunlar, geri bildirim mekanizmaları aracılığıyla süreçleri veya makineleri yönetmek ve düzenlemek için tasarlanmış sistemlerdir. Bulanık mantık, belirsiz sensör verilerini ele alarak kontrol sistemlerini geliştirir, daha istikrarlı ve verimli operasyonlarla sonuçlanan daha yumuşak ve daha uyarlanabilir yanıtlar sağlar.
  • Uzman sistemler: İnsan uzmanların karar verme yeteneklerini taklit eden bilgisayar programlarıdır. Bulanık mantık, kesin olmayan verileri işleyerek ve insan benzeri akıl yürütmeyi dahil ederek uzman sistemleri geliştirir, bu da daha incelikli ve bilinçli kararlar alınmasını sağlar.
Şekil 4. Yapay zekada bulanık mantık uygulamaları. Yazar tarafından resim.

Bilgisayarla görme uygulamalarında bulanık mantığın artıları ve eksileri

İşte bulanık mantığın bilgisayarla görme uygulamaları için sunduğu temel faydalara hızlı bir bakış:

  • Alan uzmanı özelleştirmesi: Kurallar ve üyelik fonksiyonları uzmanlar tarafından tanımlanabilir veya rafine edilebilir, böylece sistem daha sezgisel ve özel ihtiyaçlara göre uyarlanabilir.
  • Daha düşük bağımlılık yüksek kaliteli veri: Bu tür sistemler, mevcut veriler idealden daha az olduğunda bile iyi performans gösterebilir.
  • Uyarlanabilir eşikleme: Karar sınırlarını girdi verilerinin özelliklerine göre otomatik olarak ayarlayabilir.

Faydalarına rağmen, dikkate alınması gereken bazı sınırlamalar da vardır:

  • Karmaşık kural tasarımı: Üyelik fonksiyonlarının ve çıkarım kurallarının dikkatli bir şekilde ayarlanmasını gerektirir ve bu da zaman alıcı olabilir.
  • Parametre ayarlarına duyarlılık: Performans, seçilen parametrelere bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir, bu da optimizasyonu kritik hale getirir.
  • Entegrasyon zorlukları: Bulanık mantığı mevcut derin öğrenme çerçeveleriyle birleştirmek karmaşık olabilir ve ek kaynaklar gerektirebilir.

Önemli çıkarımlar

Bulanık mantık gibi yapay zeka teknikleri, belirsiz ve gürültülü görsel verileri ele alma şeklimizi değiştirdi. Bulanık mantık YZ'nin başlangıç noktası olmasa da, katı, ikili karar verme mekanizmasından kısmi gerçekleri kabul eden daha esnek, insan benzeri bir yaklaşıma doğru önemli bir geçişe işaret ediyordu.

Yıllar içinde bu yöntem gelişti ve farklı alanlarda yenilikçi çözümlere yol açtı. Bu teknikler gelişmeye devam ettikçe, diğer yapay zeka yöntemleriyle entegrasyonları, makinelerin karmaşık görsel verileri işleme ve anlama şeklini muhtemelen geliştirecektir.

Büyüyen topluluğumuza katılın! Yapay zeka hakkında daha fazla bilgi edinmek için GitHub depomuzu keşfedin. Kendi yapay görme projelerinizi başlatmaya hazır mısınız? Lisanslama seçeneklerimize göz atın. Çözüm sayfalarımızı ziyaret ederek tarımda yapay zekayı ve sağlık hizmetlerinde yapay zekayı keşfedin! 

Facebook logosuTwitter logosuLinkedIn logosuKopya-bağlantı sembolü

Bu kategoride daha fazlasını okuyun

Yapay zekanın gelecekteki
adresini birlikte inşa edelim!

Makine öğreniminin geleceği ile yolculuğunuza başlayın