home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME: Almanac 1993 / TIME Almanac 1993.iso / time / 092589 / 09258900.070 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-09-23  |  6.5 KB  |  129 lines

  1.                                                                                 TECHNOLOGY, Page 79Time for Some Fuzzy Thinking
  2.  
  3.  
  4. An oddball approach to computer science pays off in Japan
  5.  
  6. By Philip Elmer-Dewitt
  7.  
  8.  
  9.     In the pages of Books in Print, listed among works like
  10. Fuzzy Bear and Fuzzy Wuzzy Puppy, are some strange-sounding
  11. titles: Fuzzy Systems, Fuzzy Set Theory and Fuzzy Reasoning &
  12. Its Applications. The bedtime reading of scientists gone soft
  13. in the head? No, these academic tomes are the collected output
  14. of 25 years of mostly American research in fuzzy logic, a branch
  15. of mathematics designed to help computers simulate the various
  16. kinds of vagueness and uncertainty found in everyday life.
  17. Despite a distinguished corps of devoted followers, however,
  18. fuzzy logic has been largely relegated to the back shelves of
  19. computer science -- at least in the U.S.
  20.  
  21.     But not, it turns out, in Japan. As they have so often in
  22. the past, the Japanese have seized on an American invention and
  23. found practical uses for it. Suddenly the term fuzzy and
  24. products based on principles of fuzzy logic seem to be
  25. everywhere in Japan: in television documentaries, in corporate
  26. magazine ads and in novel electronic gadgets ranging from
  27. computer-controlled air conditioners to golf-swing analyzers.
  28. The concept of fuzziness has struck a cultural chord in a
  29. society whose religions and philosophies are attuned to
  30. ambiguity and contradiction. Says Noboru Wakami, a senior
  31. researcher at Matsushita: "It's like soy sauce and sushi -- a
  32. perfect match."
  33.  
  34.     What is fuzzy logic? The original concept, developed in the
  35. mid-'60s by Lofti Zadeh, a Russian-born professor of computer
  36. science at the University of California, Berkeley, is that
  37. things in the real world do not fall into the neat, crisp
  38. categories defined by traditional set theory, like the set of
  39. even numbers or the set of left-handed baseball players. In
  40. standard Aristotelian logic, as in computer science, membership
  41. in a class or set is not a matter of degree. Either a number is
  42. even, or it is not. But this on-or-off, black-or-white, 0-or-1
  43. approach falls apart when applied to many everyday
  44. classifications, like the set of beautiful women, the set of
  45. tall men or the set of very cold days.
  46.  
  47.     To deal with such cases, Zadeh proposed that membership in
  48. a set be measured not as a 0 or a 1, but as a value between 0
  49. and 1. Thus, in the set of tall men, George Bush (6 ft. 2 in.)
  50. might have a membership value of 0.7, while Kareem Abdul-Jabbar
  51. (7 ft. 2 in.) might have a 0.99. Zadeh and his students went on
  52. to elaborate a full fuzzy mathematics, devising precise rules
  53. for combining vague expressions like "somewhat fast," "very hot"
  54. and "usually wrong."
  55.  
  56.     This mathematics turns out to be surprisingly useful for
  57. controlling robots, machine tools and various electronic
  58. systems. A conventional air conditioner, for example, recognizes
  59. only two basic states: too hot or too cold. When geared for
  60. thermostat control, the cooling system either operates at full
  61. blast or shuts off completely. A fuzzy air conditioner, by
  62. contrast, would recognize that some room temperatures are closer
  63. to the human comfort zone than others. Its cooling system would
  64. begin to slow down gradually as the room temperature approached
  65. the desired setting. Result: a more comfortable room and a
  66. smaller electric bill.
  67.  
  68.     Fuzzy logic began to find applications in industry in the
  69. early '70s, when it was teamed with another form of advanced
  70. computer science called the expert system. A product of research
  71. into artificial intelligence, expert systems solve complex
  72. problems somewhat like human experts do -- by applying rules of
  73. thumb. (Example: when the oven gets very hot, turn the gas down
  74. a bit.) In 1980 F.L. Smidth & Co. of Copenhagen began marketing
  75. the first commercial fuzzy expert system: a computer program
  76. that controlled the fuel-intake rate and gas flow of a rotating
  77. kiln used to make cement.
  78.  
  79.     Despite such successes, fuzzy logic was not well received
  80. in the U.S. Scientists pointed out that uncertainty and
  81. vagueness could be represented perfectly well by more
  82. traditional means, like statistics or probability theory. Some
  83. of the criticism bordered on the vituperative, and the tenets
  84. of fuzzy logic were dismissed with terms ranging from "comical"
  85. to "content-free."
  86.  
  87.     The Japanese, however, showed no such resistance, perhaps
  88. because their culture is not so deeply rooted in scientific
  89. rationalism. Says Bart Kosko, a Zadeh protege and a professor
  90. of electrical engineering at the University of Southern
  91. California: "Fuzziness begins where Western logic ends." In the
  92. early '80s several Japanese firms plunged enthusiastically into
  93. fuzzy research. By 1985 Hitachi had installed the technology's
  94. most celebrated showpiece: a subway system in Sendai, about 200
  95. miles north of Tokyo, that is operated by a fuzzy computer. Not
  96. only does it give an astonishingly smooth ride (passengers do
  97. not need to hang on to straps), but it is also 10% more energy
  98. efficient than systems driven by human conductors.
  99.  
  100.     Japanese researchers are pursuing more than 100 new
  101. applications for fuzzy logic. Nissan has patented fuzzy auto
  102. transmission and antiskid braking systems. Yamaichi Securities
  103. has introduced a fuzzy stock-market investment program for
  104. signaling shifts in market sentiment. Canon is working on a
  105. fuzzy auto-focus camera. Matsushita has delivered a fuzzy
  106. automobile-traffic controller, and is about to unveil a fuzzy
  107. shower system that adjusts to changes in water temperature to
  108. prevent morning scaldings. And in the strongest endorsement of
  109. the technology to date, the Ministry of International Trade and
  110. Industry opened the Laboratory for International Fuzzy
  111. Engineering Research in Yokohama and called for funding of some
  112. $34 million over the next six years.
  113.  
  114.     The U.S. is not totally out of the fuzzy picture yet. A
  115. small firm in Irvine, Calif., Togai InfraLogic, has already
  116. achieved several of the goals MITI set for itself, including a
  117. fuzzy computer chip that can perform 28,600 fuzzy-logical
  118. inferences per sec. (FLIPS). And NASA is experimenting with
  119. fuzzy controllers that could help astronauts pilot the shuttle
  120. in earth orbit. The results so far, say NASA officials, are
  121. encouraging, and there is growing interest at such aerospace
  122. firms as Rockwell and Boeing. "The only barrier remaining" to
  123. wider use of fuzzy logic, says Kosko, "is the philosophical
  124. resistance of the West."
  125.  
  126.  
  127. -- Norihiko Shirouzu/Tokyo
  128.  
  129.