Ústav pro výzkum a aplikace fuzzy modelování Ostravské univerzity

Ústav pro výzkum a aplikace fuzzy modelování (ÚVAFM) je vědecké pracoviště, které je součástí Ostravské univerzity. Zaměřuje se na teoretický výzkum a praktický vývoj různých metod tzv. fuzzy modelování, tj. tvorby modelů, které umožňují zahrnout vágně či nepřesně specifikované informace. Tato situace nastává např. tehdy, je-li popis objektu nebo procesu k dispozici pouze v přirozeném jazyce. Proto fuzzy modely mohou být více realistické, než klasické modely. Lze je použít např. pro robustní řízení složitých procesů, při vícekriteriálním rozhodování, kde mnohá kritéria mohou být nekvantifikovatelná, u počítačového vidění, pro efektivní aproximaci funkcí, která je v mnohem menší míře závislá na počátečních podmínkách, pro robustní řešení diferenciálních rovnic, pro filtraci signálu a v mnoha dalších situacích.

Ústav byl založen v Ostravě v září 1996 na základě projektu ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy České republiky „Podpora výzkumu na vysokých školách“. Výsledky ÚVAFM ve značné míře přispěly k současnému stavu poznání v oboru matematické fuzzy logiky, speciálních algeber pravdivostních hodnot, teorie fuzzy aproximace funkcí, aj. Také jsme vytvořili model sémantiky speciálních výrazů přirozeného jazyka, tzv. evaluačních jazykových výrazů (velký, velmi hluboký, trochu hezký, apod.) a intermediálních kvantifikátorů (většina, mnoho, několik, apod.). V ústavu také vznikla velmi úspěšná teorie tzv. fuzzy transformace (F-transformace), která má celou řadu netriviálních aplikací. Pracovníci ÚVAFM přednášeli ve více než 30 zemích v Evropě, Americe, Asii, Austrálii, Novém Zélandu i Africe. Výstupy ústavu jsou tvořeny publikacemi ve vědeckých časopisech, monografiemi a specializovaným software.

Mezi praktické výsledky ÚVAFM patří originální koncept jazykově orientovaného fuzzy řízení, kdy na základě popisu způsobu řízení průmyslového procesu v přirozeném jazyce automaticky vytvoříme počítačový algoritmus, který proces dokáže úspěšně řídit. K tomu účelu je vytvořen SW balík Linguistic Fuzzy Logic Controller (LFLC). Další SW produkty jsou LFL Forecaster pro analýzu a prognózování časových řad a LFL Miner pro dolování informací z dat. Využití efektivních algoritmů navozuje uživateli pocit jako by počítač rozuměl výrazům přirozeného jazyka. Kromě toho máme řadu praktických aplikací našich metod v oblasti zpracování obrazu.

ÚVAFM je úspěšným organizátorem mezinárodních konferencí a seminářů, např. světový kongres IFSA’97 (International Fuzzy Systems Association, 1997, Praha), mezinárodní konference The Logic of Soft Computing (2005, Ostrava), mezinárodní konference EUSFLAT'07 (European Society for Fuzzy Logic and Technology, 2007, Ostrava) a EUSFLAT 2019, Praha, nebo SFLA'16 (EUSFLAT Summer School on Fuzzy Logic and Applications, 2016, Čeladná). Dále se spolupodílíme na organizaci série konferencí ISCAMI (International Student Conference on Applied Mathematics and Informatics), sérii seminářů Czech-Japan Seminar on Data Analysis and Decision Making under Uncertainty, které se od r. 1998 konají každý rok střídavě v Japonsku a v ČR a organizujeme pravidelně řadu menších workshopů a setkání.

Současné aktivity ÚVAFM

Teoretické základy

Matematická fuzzy logika: formální dokazování, abstraktní vlastnosti a modely fuzzy teorií, fuzzy logika vyššího řádu (tzv. fuzzy teorie typů), parciální fuzzy logika, speciální algebry (MI- a EQ-algebry).
Přirozená fuzzy logika (FNL): matematická teorie, jejímž cílem je modelovat přirozené lidské usuzování, které probíhá v přirozeném jazyce. FNL vychází z formalismu fuzzy teorie typů a současné době je tvořena (a) formální teorií evaluačních jazykových výrazů, (b) formální teorií fuzzy IF-THEN pravidel a přibližného usuzování a (c) formální teorie intermediálních a zobecnělých fuzzy kvantifikátorů.
Fuzzy transformace a fuzzy aproximace funkcí: vývoj metod pro aproximaci funkcí, numerické řešení diferenciálních a integrálních rovnic, zpracování signálu a analýza časových řad, teorie fuzzy relací.

Vývoj speciálních metod a nástrojů

Softwarový systém LFL Controller, který může být aplikován pro automatické řízení technologických procesů, vícekriteriální rozhodování nebo konstrukci expertního systému.
Vytěžování jazykově charakterizovaných asociací ve velkých numerických databázích. Softwarový systém uplatňující naše metody se jmenuje LFL Miner.
Robustní řešení diferenciálních a integrálních rovnic.
Analýza a předpovídání časových řad a dolování informací z nich. Softwarový systém uplatňující naše metody se jmenuje LFL Forecaster.
Pokročilé metody počítačového vidění. Jsou založeny na teorii fuzzy transformace a zahrnují: kompresi dat, fúzi obrazu, detekci hran, rekonstrukci poškozeného obrazu, čtení poškozeného textu a speciální metody pro identifikaci a rozpoznání objektů.
Software „Lovec vážek“ pro mobilní telefony, který pomáhá rozpoznat druh pozorované vážky a posílat tuto informaci odborníkům.

Zveřejněno / aktualizováno: 06. 02. 2020