En este video vamos a presentar la estructura interna de un sistema basado en reglas de un controlador difuso. Presentaremos cuáles son las partes que lo componen y su función, sin entrar en los detalles de cada una de esas partes, para eso tendremos videos posteriores. Bueno, ¿qué es un sistema basado en reglas? Un sistema basado en reglas es un sistema de cómputo, es decir, un sistema que recibe cierta información y produce otra información. La información que recibe son las entradas y la que él produce son las salidas. En particular, estos sistemas basados en reglas reciben números y calculan números. Son sistemas numéricos pero por dentro utilizan lógica difusa. Los sistemas basados en reglas pueden ser tipo MIMO, es decir, de múltiples entradas y de múltiples salidas, recibir muchas informaciones numéricas y producir muchas. Pero los más populares son tipo MISO, múltiples entradas y una sola salida. En especial, los más conocidos, los controladores difusos, suelen recibir dos entradas y generar una sola salida. Sin embargo, para la explicación inicial vamos a suponer que este es un sistema tipo SISO, una sola entrada y una sola salida. Entra x, sale y. ¿Cuál es la estructura interna, entonces, de un sistema basado en reglas? Es la que se presenta en este diagrama. Tiene cuatro bloques internamente. En los extremos, difusor y concresor; y en el centro, la base de reglas y la máquina de inferencia, la máquina de inferencia difusa. Veamos la función de cada uno de estos bloques. Comenzamos con la base de reglas. La base de reglas es una colección de reglas, la primera regla, la segunda regla, etcétera, n reglas. Son reglas que relacionan la entrada con la salida y que describen el comportamiento deseado de la salida. Por eso, son reglas de comportamiento del tipo, si esta es la causa, entonces este es el efecto. Para poder construir esas reglas, necesitamos una descripción lingüística tanto de la entrada como de la salida. Es decir, debemos diseñar una variable lingüística para la entrada y otra variable lingüística para la salida. De tal manera que los términos que están en esa variable lingüística son los que forman parte de la regla de comportamiento. Ilustraremos con un ejemplo en unos pocos segundos. Entonces, consideremos este ejemplo con n reglas. Esas reglas las utiliza la máquina de inferencia para hacer algún cálculo con lógica proposicional, que termina siendo un conjunto difuso por cada una de las reglas. Si son n reglas, la máquina de inferencia genera n conjuntos difusos. Pero para poder hacer esa inferencia necesita no solo las reglas, sino un conjunto difuso que tiene que ver con la entrada para poder hacer la inferencia. De eso se encarga el difusor. El difusor recibe la entrada numérica x y genera un conjunto difuso. Ese es el que va a tomar la máquina de inferencia para analizar cada una de las reglas y después de hacer ese análisis, generará un conjunto difuso por cada regla. Y esa será la entrada del concresor. El concresor tiene la función de generar un número concreto, un y. Ese you no es difuso, un número crisp, si lo quieren, pues por eso el nombre de concresor. ¿Qué información recibe? Lo que ha inferido la máquina de inferencia en forma de distintos conjuntos difusos. Bueno, muy bien. Otros nombres para estos bloques, dependiendo de la jerga que suelen utilizar distintos autores. En inglés, el difusor es el fusifier, pero si en lugar de hablar de conjuntos difusos, estamos hablando de conjuntos borrosos, pues el mismo concepto con otro término, este bloque suele llamarse el emborronador. Y el concresor, el desemborronador. En inglés, el defusifier. Yo prefiero los términos difusor y concresor. ¿Cómo se construye entonces un sistema basado en reglas? Estos son los cuatro pasos básicos, al menos, para construir un sistema basado en reglas. Lo primero, necesitamos una variable lingüística por cada una de las entradas. Bueno, si es una sola entrada, una sola variable lingüística. Pero también a la salida, una variable lingüística por cada una de las salidas. Necesitamos construir la base de reglas y luego hacer unos ajustes sobre muchos operadores matemáticos que tenemos a disposición. Pero lo pongo ahí, digamos, en cursiva para decir que you con los primeros tres pasos el sistema está funcionando. Lo otro son ajustes que podamos estar necesitando. Un ejemplo. Supongamos que nuestra entrada, la que sea, la calificamos con tres términos lingüísticos, baja, media y alta, y le asignamos los conjuntos que ustedes ven allí. Es decir, construimos la variable lingüística de la entrada baja, media y alta. Y hacemos algo parecido a la salida pero, por alguna razón, escogemos conjuntos curvos y también los mismos términos, baja, media, alta. Y ahora, construimos una base de reglas del tipo, si esto es lo que está pasando en la entrada, entonces esto es lo que quiero que suceda en la salida. Y en este caso, el ejemplo que estoy poniendo a continuación, intento construir un sistema basado en reglas que conforme la entrada sea más grande, la salida sea más pequeña. Por eso las reglas son, si la entrada es baja, entonces la salida es alta. Si la entrada es media, entonces la salida es media. Y si la entrada es alta, entonces la salida es baja. Lo puedo escribir de manera muy resumida en una tabla que relaciona los términos lingüísticos de entrada con salida. Y observen esa relación decreciente del comportamiento que yo quiero. Conforme sea mayor la entrada, debe ser menor la salida. Es una descripción lingüística. Bueno, esto lo he llevado a una herramienta de software que you pronto utilizaremos para construir un sistema basado en reglas y he obtenido la gráfica de entrada-salida para ese sistema, es la que estoy proyectando. Observen que al incrementarse la entrada, disminuye la salida, que es el comportamiento deseado. Ahora bien, no es el único sistema basado en reglas con la misma base de reglas y con las mismas dos variables lingüísticas, porque puedo hacer ajustes de muchos operadores matemáticos para tener comportamientos numéricamente distintos, aún cuando en todos la tendencia es decreciente, es la que describe el sistema basado en reglas. Este es el efecto del ajuste de los operadores matemáticos. Bueno, muy bien. ¿Qué hay entonces en cada uno de esos bloques para lograr cumplir su función? De eso se tratan los próximos videos. Pero recordemos entonces el papel de cada uno de estos bloques. El difusor toma un dato concreto y genera conjuntos difusos. El concresor toma conjuntos difusos y genera un dato concreto. La máquina de inferencia interpreta las reglas con el hecho que está recibiendo a partir del difusor. Y la base de reglas pues es la colección de reglas de comportamiento deseado de nuestro sistema, es el conocimiento del sistema. Muchas gracias.
