50 anys de lògica borrosa

Fa cinquanta anys que el professor de la Universitat de Califòrnia a Berkeley, Lotfi A. Zadeh, va publicar l’article que esdevingué el punt de partida tant d’unes noves branques de la investigació científica i tècnica, com d’una nova tecnologia. En aquests cinquanta anys de l’article, titulat Fuzzy sets (Conjunts borrosos), n’ha sorgit una gran quantitat de treballs teòrics i d’aplicacions tecnològiques; uns 300.000 articles a revistes, congressos i llibres, així com unes 30.000 patents, la majoria ja explotades industrialment i comercial. Hi ha, fins i tot, qui ha parlat d’una fuzzy revolution per la munió de nous productes industrials com són rentadores i rentaplats automàtics, càmeres autofocus, tensiòmetres, helicòpters sense pilot comandats oralment i a distància, caixes de canvi automàtic per a automòbils, etc., que es troben al mercat. Això sense comptar, entre d’altres, el control de ponts grua i el de trens, als quals s’afegeix no només una confortabilitat més alta per la suavitat de la marxa i les maniobres, sinó també un estalvi d’energia al voltant del 35%.

Els treballs de lògica borrosa, escampats per molts àmbits, han arribat a constituir una nova teoria que és, realment, transversal des de l'enginyeria a la medicina o la didàctica i des de la matemàtica i la filosofia fins a la intel∙ligència artificial. Són teories que permeten aprofitar la flexibilitat de les descripcions lingüístiques dels sistemes dinàmics; si per la gent és fàcil i usual expressar-se amb paraules imprecises en entorns plens d’incertesa, fins a l'aparició de la lògica borrosa no ho era gens per als ordinadors.

Zadeh, enginyer i home amb gran afecció pels models matemàtics, va començar a treballar a l’època de la cibernètica i, abans d’introduir els conjunts borrosos ja havia arribat a ser famós pels seus estudis sobre el control lineal. Entre les seves contribucions posteriors cal remarcar, en primer lloc, la introducció del mateix concepte de conjunt borrós per representar matemàticament el significat de paraules imprecises de les quals el llenguatge natural és ple i, alhora, les frases condicionals o regles imprecises que permeten expressar coneixement pràctic de manera lingüística. En segon lloc, seves són les idees bàsiques que han permès la inferència amb aquestes regles i han obert la porta a l'anomenat control borrós de màquines, que ha tingut moltes aplicacions pràctiques.

Són teories que permeten aprofitar la flexibilitat de les descripcions lingüístiques dels sistemes dinàmics

Zadeh, amb noranta-quatre anys i des de ja en fa molts emèrit a Berkeley, també va crear, cap a la fi dels passats anys noranta, el nou camp del soft computing (computació flexible) com una hibridació de metodologies clàssiques, borroses, probabilístiques i evolutives, amb les quals s’han pogut posar i resoldre problemes que abans no es podien ni considerar i que ha provat tenir un gran valor pràctic. Més recentment, encara ha proposat l'anomenada computació amb paraules i percepcions (Computing with words and perceptions) que, des del meu punt de vista, pot arribar a significar el camí definitiu de la lògica borrosa.

Com ha estat el cas de Zadeh, poques vegades a la història de la ciència i la tecnologia l’introductor d’una nova branca ha pogut deixar-hi tantes idees, alhora que contemplar-ne el desenvolupament cap a la maduresa; això li va fer guanyar, l’any 2013, el premi Fronteres del Coneixement de la Fundació BBVA. Aquest 2015 i arreu del món, llibres, revistes i congressos, celebren els primers cinquanta anys de la lògica borrosa que, a Catalunya, ja en fa més de quaranta que va començar. Vam poder pujar a un tren que encara no anava a gran velocitat i sense viatjar-hi en tercera classe; es pot ben dir que hi som des del començament.

Va ser a l’estiu del 1975 quan, a la Universitat Politècnica de Catalunya, un petitíssim grup de gent vam interessar-nos pels conjunts borrosos quan, encara, pocs investigadors importants hi creien. Molt ràpidament, a aquest grup –del qual a l'estranger se’n va arribar a dir l’escola de Barcelona–, s’hi van sumar joves investigadors de Granada i, força després, de Galícia. Un grup de gent que, l’any 1976, van poder començar a organitzar a Barcelona i per al juliol del 1977, un congrés internacional amb unes sessions dedicades al concepte borrós i al qual van poder convidar Zadeh.

Seves són les idees que han obert la porta a l’anomenat ‘control borrós’ de màquines

Amb això, alguns dels que havien començat a investigar la nova branca, van conèixer Zadeh i explicar els seus treballs davant seu. Des d’aleshores, amb el suport de Zadeh i per la influència dels grups de Barcelona i Granada, la recerca fuzzy va augmentar de tal manera a tot Espanya que, des de finals del segle XX, amb més de cent cinquanta investigadors, sense cap ajut econòmic especial i pel que fa a producció científica, ocupa un digníssim lloc a Europa que varia entre el segon i el quart. A Catalunya, on a més d’unes primeres troballes teòriques de cert interès, es va desenvolupar el primer sistema expert borrós, cal dir que no només s’hi troben actualment alguns investigadors teòrics més reconeguts internacionalment de la lògica fuzzy, sinó que s’investiguen aplicacions tan interessants com dotar la música generada per ordinador d’expressivitat musical o com ho són les d’aplicar-la al diagnòstic mèdic, de fer anar els robots amb raonament analògic o, també, aplicar-la a l’economia i reflexionar-la des de la filosofia. Avui força gent que treballa a Catalunya és coneguda internacionalment i és considerada important en el camp de la recerca en sistemes borrosos.

Encara que a la segona meitat dels anys setanta gairebé ningú rellevant cregués en les possibilitats de la lògica borrosa, el grup de Barcelona va poder gaudir de les opinions de les dues úniques excepcions que hi va haver aleshores. Van ser dos dels millors geòmetres del segle passat, el vienès Karl Menger a Chicago i el gironí Lluís Santaló a Buenos Aires. Va ser, en part, llur visió positiva del futur dels conjunts borrosos el que ens va facilitar atrevir-nos a anar contra la visió de l'establishment científic internacional d’aleshores. L’any 1977, Lluís Santaló, exiliat des de la fi de la Guerra Civil, va ser investit doctor honoris causa per la Universitat Politècnica de Catalunya, cosa que també van fer altres universitats.

Ara, lluny de Catalunya des de ja fa més de trenta anys i, fins i tot deixant-me força coses al tinter, crec que paga la pena recordar breument i amb motiu del seu cinquantenari, on, com i gràcies a qui, es va poder començar a prendre seriosament la lògica borrosa a Espanya. Segurament seria un bon moment per fer-ne una commemoració aprofitant-la per reflexionar sobre la rellevància que tenen per als joves investigadors les oportunitats d’entrar a nous i encara poc cultivats camps de recerca, aportant-hi creatius punts de vista inicials i poder restar-hi amb un cert pes específic internacional. Al de la computació amb paraules, per exemple, hi ha lloc per fer-hi contribucions noves i importants que, com gairebé tot del camp borrós, sens dubte tindria repercussions industrials. En particular i pel que fa als aspectes relatius al raonament ordinari, cal esperar que puguin tenir-ne a l’estudi del fenomen cerebral del pensar, del qual és una manifestació important i, especialment, pel que te relació amb la categorització i l’analogia.

Tant de bo els governs li donessin el suport econòmic específic que això requereix i que, per tal de reconèixer-ho, només cal fixar-se en què s’ha fet a països com el Japó, la Xina i Corea amb relació a les seves aplicacions tecnològiques. No crec que a l'anomenat segle del cervell humà s’hagi de deixar de costat una de les potencials aproximacions existents a l’estudi científic del raonament.

Enric Trilla és investigador emèrit del European Centre for Soft Computing.