home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME: Almanac 1990 / 1990 Time Magazine Compact Almanac, The (1991)(Time).iso / time / 092589 / 09258900.070 < prev    next >
Text File  |  1990-09-17  |  7KB  |  116 lines
  1. TECHNOLOGY, Page 79Time for Some Fuzzy ThinkingAn oddball approach to computer science pays off in JapanBy Philip Elmer-Dewitt
  2.  
  3.  
  4.     In the pages of Books in Print, listed among works like Fuzzy
  5. Bear and Fuzzy Wuzzy Puppy, are some strange-sounding titles: Fuzzy
  6. Systems, Fuzzy Set Theory and Fuzzy Reasoning & Its Applications.
  7. The bedtime reading of scientists gone soft in the head? No, these
  8. academic tomes are the collected output of 25 years of mostly
  9. American research in fuzzy logic, a branch of mathematics designed
  10. to help computers simulate the various kinds of vagueness and
  11. uncertainty found in everyday life. Despite a distinguished corps
  12. of devoted followers, however, fuzzy logic has been largely
  13. relegated to the back shelves of computer science -- at least in
  14. the U.S.
  15.  
  16.     But not, it turns out, in Japan. As they have so often in the
  17. past, the Japanese have seized on an American invention and found
  18. practical uses for it. Suddenly the term fuzzy and products based
  19. on principles of fuzzy logic seem to be everywhere in Japan: in
  20. television documentaries, in corporate magazine ads and in novel
  21. electronic gadgets ranging from computer-controlled air
  22. conditioners to golf-swing analyzers. The concept of fuzziness has
  23. struck a cultural chord in a society whose religions and
  24. philosophies are attuned to ambiguity and contradiction. Says
  25. Noboru Wakami, a senior researcher at Matsushita: "It's like soy
  26. sauce and sushi -- a perfect match."
  27.  
  28.     What is fuzzy logic? The original concept, developed in the
  29. mid-'60s by Lofti Zadeh, a Russian-born professor of computer
  30. science at the University of California, Berkeley, is that things
  31. in the real world do not fall into the neat, crisp categories
  32. defined by traditional set theory, like the set of even numbers or
  33. the set of left-handed baseball players. In standard Aristotelian
  34. logic, as in computer science, membership in a class or set is not
  35. a matter of degree. Either a number is even, or it is not. But this
  36. on-or-off, black-or-white, 0-or-1 approach falls apart when applied
  37. to many everyday classifications, like the set of beautiful women,
  38. the set of tall men or the set of very cold days.
  39.  
  40.     To deal with such cases, Zadeh proposed that membership in a
  41. set be measured not as a 0 or a 1, but as a value between 0 and 1.
  42. Thus, in the set of tall men, George Bush (6 ft. 2 in.) might have
  43. a membership value of 0.7, while Kareem Abdul-Jabbar (7 ft. 2 in.)
  44. might have a 0.99. Zadeh and his students went on to elaborate a
  45. full fuzzy mathematics, devising precise rules for combining vague
  46. expressions like "somewhat fast," "very hot" and "usually wrong."
  47.  
  48.     This mathematics turns out to be surprisingly useful for
  49. controlling robots, machine tools and various electronic systems.
  50. A conventional air conditioner, for example, recognizes only two
  51. basic states: too hot or too cold. When geared for thermostat
  52. control, the cooling system either operates at full blast or shuts
  53. off completely. A fuzzy air conditioner, by contrast, would
  54. recognize that some room temperatures are closer to the human
  55. comfort zone than others. Its cooling system would begin to slow
  56. down gradually as the room temperature approached the desired
  57. setting. Result: a more comfortable room and a smaller electric
  58. bill.
  59.  
  60.     Fuzzy logic began to find applications in industry in the early
  61. '70s, when it was teamed with another form of advanced computer
  62. science called the expert system. A product of research into
  63. artificial intelligence, expert systems solve complex problems
  64. somewhat like human experts do -- by applying rules of thumb.
  65. (Example: when the oven gets very hot, turn the gas down a bit.)
  66. In 1980 F.L. Smidth & Co. of Copenhagen began marketing the first
  67. commercial fuzzy expert system: a computer program that controlled
  68. the fuel-intake rate and gas flow of a rotating kiln used to make
  69. cement.
  70.  
  71.     Despite such successes, fuzzy logic was not well received in
  72. the U.S. Scientists pointed out that uncertainty and vagueness
  73. could be represented perfectly well by more traditional means, like
  74. statistics or probability theory. Some of the criticism bordered
  75. on the vituperative, and the tenets of fuzzy logic were dismissed
  76. with terms ranging from "comical" to "content-free."
  77.  
  78.     The Japanese, however, showed no such resistance, perhaps
  79. because their culture is not so deeply rooted in scientific
  80. rationalism. Says Bart Kosko, a Zadeh protege and a professor of
  81. electrical engineering at the University of Southern California:
  82. "Fuzziness begins where Western logic ends." In the early '80s
  83. several Japanese firms plunged enthusiastically into fuzzy
  84. research. By 1985 Hitachi had installed the technology's most
  85. celebrated showpiece: a subway system in Sendai, about 200 miles
  86. north of Tokyo, that is operated by a fuzzy computer. Not only does
  87. it give an astonishingly smooth ride (passengers do not need to
  88. hang on to straps), but it is also 10% more energy efficient than
  89. systems driven by human conductors.
  90.  
  91.     Japanese researchers are pursuing more than 100 new
  92. applications for fuzzy logic. Nissan has patented fuzzy auto
  93. transmission and antiskid braking systems. Yamaichi Securities has
  94. introduced a fuzzy stock-market investment program for signaling
  95. shifts in market sentiment. Canon is working on a fuzzy auto-focus
  96. camera. Matsushita has delivered a fuzzy automobile-traffic
  97. controller, and is about to unveil a fuzzy shower system that
  98. adjusts to changes in water temperature to prevent morning
  99. scaldings. And in the strongest endorsement of the technology to
  100. date, the Ministry of International Trade and Industry opened the
  101. Laboratory for International Fuzzy Engineering Research in Yokohama
  102. and called for funding of some $34 million over the next six years.
  103.  
  104.     The U.S. is not totally out of the fuzzy picture yet. A small
  105. firm in Irvine, Calif., Togai InfraLogic, has already achieved
  106. several of the goals MITI set for itself, including a fuzzy
  107. computer chip that can perform 28,600 fuzzy-logical inferences per
  108. sec. (FLIPS). And NASA is experimenting with fuzzy controllers that
  109. could help astronauts pilot the shuttle in earth orbit. The results
  110. so far, say NASA officials, are encouraging, and there is growing
  111. interest at such aerospace firms as Rockwell and Boeing. "The only
  112. barrier remaining" to wider use of fuzzy logic, says Kosko, "is the
  113. philosophical resistance of the West." 
  114.     
  115.  
  116. -- Norihiko Shirouzu/Tokyo