lunes, 17 de agosto de 2015

Mapas cognitivos difusos


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.

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