Výpočet je proces převodu vstupu jednoho formuláře do jiného požadovaného výstupního formuláře pomocí určitých ovládacích akcí. Podle konceptu výpočtu se vstup nazývá antecedent a výstup se nazývá následník. Funkce mapování převádí vstup jedné formy na jinou formu požadovaného výstupu pomocí určitých ovládacích akcí. Koncept výpočtu je použitelný hlavně pro počítačové inženýrství . Existují dva typy výpočtů, hard computing a soft computing. Hard computing je proces, při kterém programujeme počítač tak, aby řešil určité problémy pomocí již existujících matematických algoritmů, které poskytují přesnou výstupní hodnotu. Jedním ze základních příkladů hard computingu je numerický problém.

Co je Soft Computing?

Soft computing je přístup, při kterém počítáme řešení stávajících složitých problémů, kde jsou výsledky výstupu nepřesné nebo nejasné, jednou z nejdůležitějších vlastností soft computingu je, že by měl být adaptivní, aby jakákoli změna prostředí neovlivnila současnost proces. Následuje charakteristika soft computingu.

Pro řešení daného problému nevyžaduje žádné matematické modelování
Dává různá řešení, když čas od času vyřešíme problém jednoho vstupu
Používá některé biologicky inspirované metodiky, jako je genetika, evoluce, rojení částic, lidský nervový systém atd.
Adaptivní v přírodě.

Existují tři typy techniky měkkého výpočtu které zahrnují následující.

Umělá neuronová síť

Jedná se o spojovací modelování a paralelní distribuovanou síť. Existují dva typy ANN (Umělá neurální síť) a BNN (Biological Neural Network). Neuronová síť, která zpracovává jeden prvek, se nazývá jednotka. The komponenty jednotky jsou, vstup, váha, zpracovatelský prvek, výstup. Je to podobné jako s naším lidským nervovým systémem. Hlavní výhodou je, že řeší problémy paralelně, umělé neuronové sítě používají ke komunikaci elektrické signály. Hlavní nevýhodou však je, že nejsou odolné vůči chybám, to znamená, že pokud dojde k poškození někoho z umělých neuronů, nebude již fungovat.

Příklad ručně psaného znaku, kde je znak napsán v hindštině mnoha lidmi, mohou napsat stejný znak, ale v jiné formě. Jak je uvedeno níže, podle toho, jakým způsobem píšou, můžeme postavě porozumět, protože už člověk ví, jak postava vypadá. Tento koncept lze přirovnat k našemu systému neuronových sítí.

“rozdíl mezi arduino mega a uno ”

soft - výpočetní technika

“Ovladač ventilátoru s proměnnou rychlostí 12 V DC ”

Fuzzy Logic

Fuzzy logický algoritmus se používá k řešení modelů, které jsou založeny na logickém uvažování jako nepřesné a vágní. Představil ji Latzi A. Zadeh v roce 1965. Fuzzy logika poskytuje stanovenou hodnotu pravdy s uzavřeným intervalem [0,1]. Kde 0 = falešná hodnota, 1 = skutečná hodnota.

Příklad robota, který se chce během krátké doby přestěhovat z jednoho místa na druhé, kde je na cestě mnoho překážek. Nyní vyvstává otázka, jak může robot vypočítat svůj pohyb k dosažení cílového bodu, aniž by narazil do jakékoli překážky. Tyto typy problémů mají problém s nejistotou, který lze vyřešit pomocí fuzzy logiky.

fuzzy - logika

Genetický algoritmus v soft computingu

Genetický algoritmus představil prof. John Holland v roce 1965. Používá se k řešení problémů založených na principech přirozeného výběru, které spadají pod evoluční algoritmus. Obvykle se používají k optimalizačním problémům, jako je maximalizace a minimalizace objektivních funkcí, které jsou dvou typů kolonie mravenců a částice roje. Sleduje biologické procesy, jako je genetika a evoluce.

Funkce genetického algoritmu

Genetický algoritmus může vyřešit problémy, které nelze vyřešit v reálném čase, také známé jako NP-Hard problém. Složité problémy, které nelze matematicky vyřešit, lze snadno vyřešit použitím genetického algoritmu. Jedná se o heuristické vyhledávání nebo metodu náhodného vyhledávání, která poskytuje počáteční sadu řešení a generuje řešení problému efektivně a efektivně.

Jednoduchý způsob, jak porozumět tomuto algoritmu, je vzít v úvahu následující příklad osoby, která chce do banky investovat nějaké peníze, víme, že jsou k dispozici různé banky s různými schématy a politikami. Jeho individuální zájem o to, jakou částku investovat do banky, aby mohl získat maximální zisk. Existují určitá kritéria pro osobu, tj. Jak může investovat a jak může získat zisk investováním v bance. Tato kritéria lze překonat algoritmem „Evolutional Computing“, jako je genetický výpočet.

“vybudování reproduktoru středového kanálu ”

genetický - algoritmus

Rozdíl mezi hard computingem a soft computingem

Rozdíl mezi hard computingem a soft computingem je následující

Hard Computing	Soft Computing
Analytický model vyžadovaný tvrdým výpočtem musí být přesně znázorněn	Je založen na nejistotě, částečné pravdě tolerantní k nepřesnosti a aproximaci.
Doba výpočtu je více	Doba výpočtu je kratší
Záleží na binární logice, numerických systémech, ostrém softwaru.	Na základě aproximace a dispozice.
Sekvenční výpočet	Paralelní výpočet
Poskytuje přesný výstup	Poskytuje vhodný výstup
Příklady: Tradiční metody výpočtu pomocí našeho osobního počítače.	Příklad: Neuronové sítě jako Adaline, Madaline, sítě ART atd.

Výhody

Výhody soft computingu jsou

Provádí se jednoduchý matematický výpočet
Dobrá účinnost
Použitelné v reálném čase
Na základě lidského uvažování.

Nevýhody

Nevýhody soft computingu jsou

Poskytuje přibližnou výstupní hodnotu
Pokud dojde k malé chybě, celý systém přestane fungovat, aby bylo možné překonat celý jeho systém, musí být opraveno od začátku, což je časová náročnost.

Aplikace

Následují aplikace soft computingu

Řídí motory jako indukční motor , DC servomotor automaticky
Elektrárny lze ovládat pomocí inteligentního řídicího systému
Při zpracování obrazu může mít daný vstup libovolnou formu, ať už obrázek nebo video, s nimiž lze manipulovat pomocí soft computingu, abychom získali přesný duplikát původního obrázku nebo videa.
V biomedicínských aplikacích, kde úzce souvisí s biologií a medicínou, lze k řešení biomedicínských problémů, jako je diagnostika, monitorování, léčba a terapie, použít techniky měkkého výpočtu.
Inteligentní přístrojové vybavení je dnes trendy, kdy inteligentní zařízení automaticky komunikují s jinými zařízeními pomocí určité sady komunikační protokoly provádět určité úkoly, ale problém je v tom, že neexistuje vhodný standardní protokol pro komunikaci. To lze překonat pomocí technik měkkého výpočtu, kdy jsou inteligentní zařízení komunikována prostřednictvím více protokolů, s vysokou ochranou soukromí a robustností.

Výpočet je technika používaná k převodu konkrétního vstupu pomocí ovládací akce na požadovaný výstup. Existují dva typy výpočetních technik, hard computing a soft computing. Tady v našem článku se zaměřujeme hlavně na soft computing, jeho techniky jako fuzzy logiku, umělou neuronovou síť, genetický algoritmus, srovnání mezi hard computingem a soft computingem, techniky soft computingu, aplikace a výhody. Zde je otázka „Jak jsou měkcí výpočetní je použitelný v lékařské oblasti? “