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Mapas cognitivos difusos (segunda parte)

Mapas cognitivos difusos (segunda parte)

Los mapas cognitivos difusos fueron desarrollados por Kosko, específicamente en el artículo escrito el año 1986 titulado “Mapas cognitivos difusos”, a partir de los mapas cognitivos de Axelrod, reportados en el libro escrito el año 1976 con el título “Estructura de decisión: Los mapas cognitivos de las elites políticas”. El análisis estructural de estos mapas permite deducir información sobre la importancia de los conceptos implicados en el problema e identificar cuáles son los verdaderos argumentos involucrados. Los mapas cognitivos difusos fueron presentados inicialmente como mecanismos difusos, pudiendo los conceptos y relaciones ser representados con variables difusas, las cuales se expresan en términos lingüísticos. Términos como “casi siempre”, “siempre”, “normalmente”, “algunos”, son variables difusas utilizadas para describir las relaciones entre conceptos. Los valores “congestionamiento”, “mal tiempo”, “comportamiento de riesgo”, “velocidad” son utilizados para describir los conceptos. En los mapas las relaciones son presentadas de forma cualitativa. Podría, por ejemplo, definirse la relación “las reivindicaciones populares normalmente aumentan la solidaridad de la ciudadanía”, y de esta manera representar de forma cualitativa aquello que se asocia por sentido común, o sea la forma como el ser humano percibe e interpreta las situaciones que lo rodean.

José Contreras, en la tesis de grado publicada el año 1995 con el título “Aplicación de mapas cognitivos difusos dinámicos a tareas de supervisión y control”, menciona que sin embargo, e infelizmente, la noción de difuso en la ejecución de un mapa cognitivo difuso se limita al hecho de que los conceptos y las relaciones pueden tener valores continuos, no existiendo ningún mecanismo de inferencia difusa asociado a la ejecución de los mapas cognitivos difusos. Cuando Kosko introdujo los mapas cognitivos difusos, encontró una forma de simular la dinámica de los mapas cognitivos, posibilitando así la existencia de herramientas no destinadas exclusivamente a especialistas con conocimientos en dinámica de sistemas, o matemáticas, para así hacerlos accesibles a interesados de todas las áreas científicas. En su arquitectura los mapas cognitivos difusos, al igual que los mapas de Axelrod, están compuestos por conceptos y relaciones. Hay que resaltar que el único tipo de relación entre conceptos que es permitido por un mapa cognitivo difuso es la causalidad, por lo que el nombre más adecuado para un mapa cognitivo difuso sería de “mapa causal difuso” y no de mapa cognitivo difuso. Los mapas cognitivos difusos son mecanismos iterativos. Como tal, cada iteración simula el paso de un intervalo de tiempo determinado en el sistema modelado, y el valor de cada concepto en la iteración actual es calculado a partir de los valores de sus conceptos antecedentes en la iteración anterior. Dada su naturaleza iterativa, el sistema representado por un mapa cognitivo difuso evoluciona a lo largo del tiempo, y a semejanza del sistema real podrá o no converger a un estado o ciclo de estados. Como ya se ha mencionado, en un mapa cognitivo difuso el nivel de representación de cada concepto depende del nivel de sus antecedentes en la iteración anterior, y es calculado por medio de una suma de productos normalizada, donde la relación entre un concepto y sus antecedentes es modelada por un simple peso.

Según Glykas, en el libro publicado el año 2010 titulado “Mapas cognitivos difusos”, los mapas cognitivos difusos son modelos difusos con retroalimentación para representar causalidad. Combinan herramientas teóricas de los mapas cognitivos, la lógica difusa, las redes neuronales, las redes semánticas, los sistemas expertos y los sistemas dinámicos no lineales. Esta técnica permite modelar sistemas con retroalimentación, con grados difusos de causalidad en el intervalo menos uno, uno. En mapas cognitivos difusos, cada nodo representa un conjunto difuso o evento que ocurre en algún grado. Los nodos son conceptos causales y pueden modelar eventos, acciones, valores, metas o procesos. Bueno y Salmeron, en el artículo publicado el año 2009 con el título “Evaluación comparativa de las principales funciones de activación en los mapas cognitivos difusos”, mencionan que en un mapa cognitivo difuso existen tres posibles tipos de relaciones causales entre conceptos: (1) Peso mayor a cero. Indica una causalidad positiva entre dos conceptos. Es decir, el incremento o disminución en el valor del primer concepto, lleva al incremento o disminución en el valor del segundo concepto. (2) Peso menor a cero. Indica una causalidad negativa entre dos conceptos. Es decir, el incremento o disminución en el valor del segundo concepto lleva a la disminución o incremento en el valor del primer concepto. (3) Peso igual a cero. Indica la no existencia de relación entre dos conceptos. El análisis dinámico de los mapas cognitivos difusos comienza con la determinación de un vector de estímulo, que representa el valor inicial de cada variable o concepto. De acuerdo con este vector, el mapa cognitivo difuso convergerá a un punto fijo, ciclo límite o atractor caótico.

En la tesis doctoral de Alejandro Peña, publicada el año 2008 con el título “Un modelo del estudiante basado en mapas cognitivos”, señala que los mapas cognitivos difusos se han empleado en campos tales como diseño de mundos virtuales, inferencia causal, toma de decisiones, supervisión de procesos terapéuticos de radiación, ergonomía cognitiva, representación de hiper-conocimiento e inferencia dinámica. Así mismo, en cuanto a la generación automática de los valores causales para los arcos existen diversos métodos basados en inteligencia de partículas, computación evolutiva y redes neuronales artificiales. También se ha diseñado un método para estimar en forma automática los valores iniciales para los conceptos a través de una red neuronal aleatoria.

 

Guillermo Choque Aspiazu
www.eldiario.net
17 de Agosto de 2015

Mapas cognitivos difusos (primera parte)

Mapas cognitivos difusos (primera parte)

Las computadoras tienen su base en la lógica matemática, al realizar sus operaciones con los números uno y cero, los cuales representan pertenencia o no-pertenencia. Según Bart Kosko, en el libro publicado el año 1993 con el título “Pensamiento difuso”, menciona que en la vida real hay en muchas ocasiones hechos inciertos o conceptos que albergan valores de verdad que se encuentran entre la pertenencia y la no-pertenencia. Para estos casos la lógica matemática convencional no responde con eficacia. Esto da lugar a un nuevo tipo de lógica, llamada lógica difusa; la cual puede determinar ese tipo de valores intermedios. La lógica difusa tiene sus raíces más profundas en la lógica multivaluada. Las oraciones en este tipo de lógica, cuyos principios fueron desarrollados en los años 1920 por el polaco Jan Lukasiewicz, pueden tomar valores de verdad fraccionales entre el cero y el uno de la lógica binaria. En este sentido es posible entender el conocimiento como la especificación de clasificaciones y causas. Las clases y las causas por lo regular son difusas.

En la tesis de grado de José Contreras, escrita el año 2005 con el título “Aplicación de mapas cognitivos difusos dinámicos a tareas de supervisión y control”, se menciona que una de las más importantes herramientas en el estudio del conocimiento, son los intentos de su representación visual, una forma es representarla en forma de mapa. Si bien la idea de representar algo tan complejo como un proceso cognitivo a través de un simple “diseño” es un tema de polémica y de mucha resistencia, esta representación es bien aceptada en ciertas comunidades como las ciencias sociales. Una de las líneas de pensamiento favorables a la representación visual, como la de Langfield-Smith, reportada en el artículo publicado el año 1992 titulado “Midiendo las diferencias en los mapas cognitivos”, sugiere que un primer nivel donde todos los individuos comprenden el mundo a su alrededor es basándose en la construcción de modelos relativamente simples en su mente. Nadie puede negar que si los mapas tienen como objetivo representar la forma de cómo un individuo entiende, organiza o estructura algo que lo rodea, entonces los mapas de representación de conocimiento son extremadamente útiles como herramienta para resumir, comunicar analizar el conocimiento de un individuo.

En el año 1976 el científico político Rober Axelord introdujo los mapas cognitivos como una herramienta para representar el conocimiento científico social, aspecto que se ilustra en el libro titulado “Estructura de decisión: Los mapas cognitivos de las elites políticas”. En dicha obra Axelord indica que sus mapas cognitivos son grafos dirigidos, en donde los arcos son conexiones causales entre los nodos, conocidos también como conceptos. Si se observa en una estructura de grafo un arco con signo positivo, que va del nodo A al nodo B, significa que A incrementa causalmente a B. Por otro lado, si el arco tiene signo negativo de A hacia B, significa que A decrementa causalmente a B. Huff, en el libro publicado el año 1990 con el título “Pensamiento estratégico con mapeado”, sugiere cinco diferentes familias de mapas de representación de conocimiento que están relacionadas con distintas perspectivas sobre los procesos cognitivos y el nivel de profundidad resultante de los distintos abordajes: (1) Mapas de asociación y ordenamiento al nivel de los conceptos. Son mapas donde se busca enumerar, o inventariar, conceptos u objetos considerados relevantes para el individuo en cuestión. (2) Mapas de categorías de jerarquía entre conceptos. Son mapas donde se busca jerarquizar y disponer por dimensiones diferentes conceptos involucrados en el proceso de cognición. (3) Mapas focalizados en relaciones de causalidad e influencia. Son mapas que pretenden ilustrar la dinámica de los procesos cognitivos con base en las relaciones de causalidad o influencia. (4) Mapas de argumentación estratégica. Son mapas donde se hace referencia y pesan los argumentos a favor o en contra de una determinada vía. En este tipo de mapas se busca capturar las estrategias seguidas por el individuo, así como las dinámicas del tipo acción-reacción implícitas en ellas. (5) Mapas interpretativos. Son mapas donde se busca exponer las estructuras de análisis que explican el raciocinio de los individuos en estudio.

Axelord, en el libro mencionado anteriormente, señala que un mapa cognitivo se interesa fundamentalmente por la estructuración del problema modelado, y no por el proceso de inferencia involucrado en ese problema, pudiendo así ser considerado como una técnica de ayuda a la decisión o como una herramienta de comunicación. Es una herramienta útil para quien pretenda estructurar un problema, discutirlo con otros, y ayudar a decidir sobre ese problema. Un mapa cognitivo está formado por conceptos y por conexiones que representan las relaciones entre ellos. Edén, en el artículo publicado el año 1992 con el título “Sobre la naturaleza de los mapas cognitivos”, complementa la idea mencionando que los conceptos son variables que pueden tener diferentes valores, cada uno de ellos constituidos por una idea y por su contrario. Normalmente, un mapa se caracteriza por tener un gran número de conceptos y conexiones, formando un ciclo de realimentación que dificulta su análisis sin recorrer a métodos elaborados. Contreras, en la tesis de grado mencionada en los párrafos precedentes, señala que los mapas cognitivos que adoptan una estructura determinística en relación a la causalidad, se enfocan esencialmente en el proceso de representación de los efectos de la causalidad. El modelado de estos efectos puede ir desde una forma numérica básica a una forma descriptiva detallada, dependiendo de la forma como se representan las relaciones causales. En su forma más simple, la representación de la causalidad en un mapa causal se divide en la causalidad positiva, representada por el símbolo más (+), negativa representada por el símbolo menos (-), y en la ausencia de la relación.

 

Guillermo Choque Aspiazu
www.eldiario.net
10 de Agosto de 2015

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