Семинар # 3.

Приветствую всех, кто жаждет поучаствовать в семинаре по Зельеметрике.

На повестке дня довольно интересная тема: Нечеткие множества .
Раскроем тему семинара:
Как вы все помните, в первом модуле, в одной из лекций метод нечетких множеств был упомянут мною, как один из эффективных инструментов Зельеметрики.
И вы даже раскрывали в домашнем задании ваше понимание этого метода в рамках Зельеметрики.
Однако, с этим инструментом связан ряд вопросов, например:
* как определять критерии относимости параметров к той или иной свокупности?
* где границы выделения параметров зелья, где надо остановиться в процессе создания совокупности параметров?
* насколько эффективен метод для создания или совершенствования зелий?
* насколько дробно следует выделять периоды замеров?
* как там отражаются неколичественные параметры?
и т.д. и т.п.

Вопросов, на самом деле, много.
Давайте попробуем разобраться хотя бы в части из них.


Регламент семинара:
Подготовить мини-эссе со своей точкой зрения на проблему, разумеется, с аргументами и обоснованием. Можно отобрать 3-4 вопроса и осветить их в своем эссе.
Хорошо бы изложить свое видение проблемы в целом.
После эссе участников - обсуждение и жаркие, надеюсь, споры))

Внимание, начали!

Семинар продлится до того момента, как исчерпают себя высказывания.


з.ы.
Оценка за семинар не учитывается в сб.

* где границы выделения параметров зелья, где надо остановиться в процессе создания совокупности параметров?

Для начала следует отдавать себе отсчет в цели наших действий, исследуем ли мы существующее зелье с целью усовершенствовать или работаем с моделью зелья.

Далее следует решить, что конкретно мы хотим «замерить» будет ли это ингредиент или характеристика, какая она качественная или количественная. Если качественная, следует установить бальную систему, к примеру, 100 максимум 0 минимум.

Если мы решили замерять ингредиенты, то следует, к примеру, ограничится одной категорией, только животные или только растительные. Можно наоборот взять из каждой категории по ингредиенту, если ингредиентов в категории несколько – выбрать произвольно любые из, при условии, если нам не даны четкие инструкции.

Скорее всего, следует соотносить и возможности, если в зелье 40 ингредиентов, то все 40 и даже 20 брать, возможно, не стоит, успеем ли отследить, и не пострадает ли результат от нагрузки и от количества? Следует решить, что важно, количество замеров или их качество.

Вполне возможно, следует изначально определить область параметров, к примеру, только температурные особенности сложных зелий до закладки нас интересуют. Или же, только цветовые особенности зелья на разных этапах. Думаю, что сужение области определение параметров значительно облегчит работу.

* насколько эффективен метод для создания или совершенствования зелий?

Думаю, для создания зелья, метод нечетких множеств – убийство. Нужно, к примеру, создать зелье Преобразующего типа, ВТ, превратить крота в мышь, учитывая, что крот болен гриппом. Сколько всего придется учесть, что бы, хотя бы записать рецепт. Выходит для подбора ингредиентов, их количества, возможно разновидности, нужно будет ответить на 10001 вопрос, адекватно ли это? Считаю, что нет.

Совершенно другое дело, когда зелье уже готово, и методом нечетких множеств, можно пробовать его сделать лучше, совершенствовать, однако и тут следует иметь меру, а мерой или границей будет цель, конкретная цель, а если она достаточно широка, то задачи.


* насколько дробно следует выделять периоды замеров?

Это в большей части зависит от того, что конкретно мы исследуем, какая у нас цель, есть ли задачи. Если нас интересует температура зелья, в начале процесса приготовления, в середине и в конце – периоды обозначены достаточно четко.
Если же нет, следует, на мой взгляд, делать замеры при возникновении процесса. К примеру, нужно нам определить цвет зелья на разных этапах. Согласитесь, он будет изменять или не будет, после любого действия. Значит, следует проводить замеры, после каждого действия. Опять же цель, задачи – чем уже и конкретнее задачи – тем проще.


* как там отражаются неколичественные параметры?

Пока вижу сведение неколичественных параметров к количественным. Если нужно замерить насыщенность, то пусть будет 100 максимальная, 50 средняя, а 0 прозрачная. Любой неколичественный параметр можно свести к количественному, если, к примеру, замеряем пар или испарение, тут сложнее, тогда за основу берем временные рамки. Или же маньячим, и помещаем котел под прозрачную крышку, к примеру, кубической формы, в которой предварительно измеряем объем, в общем, делаем все необходимые процедуры, что бы опять же свести неколичественные параметры к количественным.

Вывод:

Выходит, чем уже цель, и задачи, тем проще пользоваться методом нечетких множеств.
Опять же нужно уметь формулировать и цели и задачи, скажем так, что бы они были выполняемыми.
Не забывать о принципах: адекватности к примеру.

Дольвиче написал:

[q]

Возьмем характеристику "цвет" при такой шкале будет сложно отличить 55 от 56 например.

[/q]

Ммм как раз можно будет, все опять же зависит от цели замеров, если нужна точность, - будут и отличия. Маги мы или кто?))


Дольвиче написал:

[q]

замерять ингредиенты

[/q]

не важно пока что с какой целью, главное, по какому принципу мы будет искать параметры)


Дольвиче написал:

[q]

Скорее всего будем выбирать те ингредиенты, которые являются определяющими для действия зелья.

[/q]

Все зависит от задачи, если в задаче сказано "выберите произвольные ингредиенты сколько то штук", да и не во всех типах зелья есть определяющие ингредиенты, а даже в тех, в которых бывают, не всегда можно сказать с точностью, что вот да это определяющий.


Дольвиче написал:

[q]

имхо, не всегда.

[/q]

А принцип адекватности? Я понимаю, к примеру если ты будешь готовить одно зелье и можешь ему посвятить годы. А если такой роскоши нет? Придется действовать быстрее, и пользоваться методами проще. Хотя может быть мне кажется что нечеткие множества это "громоздкий" метод.


Дольвиче написал:

[q]

Какие значения параметров будут считаться допустимыми, какие недопустимыми и не получится ли так, что все или большинство параметров окажутся в множестве неизвестных значений

[/q]

ммм рисовал и пытался понять как раз вот про параметры... эх соолнышкоо...

Ээ я видимо не понял. Но разве мы изначально не устанавливаем границы? То есть цель или задачи и будут нашими границами. К примеру измерять температуру зелья в течении 30 секунд всего приготовления, через промежуток времени равный пусть 10 минутам.
Тут же понятно, что измеряем спустя 10 минут, а уже вот 11 -ая минута нас не интересует, значит это не допустимый параметр. А вот 10.00 до 10.30 эти параметры допустимы... или я рассуждаю не верно?

Добрый день, прошу прощения за опоздание)

Если можно, тоже хотела бы высказать свое мнение по поднятому вопросу.
Метод нечетких множеств намного ближе стоит к действительности, чем, например, построение регрессий. Даже не так – он описывает не конкретную ситуацию с конкретными заданными значениями, но всю систему в целом. Так, например, наличие конкретных величин позволит сформировать прогноз значений и действия зелья по имеющейся регрессионной зависимости, но она (регрессия) построена по гораздо более узкому набору данных, чем возможен для нас, как для ученых. Любой набор данных априори уже набора возможных данных. И вероятнее всего существует (и не один) такой набор компонентов, который позволит создать верное зелье, но согласно метологии регрессионной модели не может быть использован. Таким образом, метод нечетких множеств аггрегирует все возможные пути от начала и до получения зелья, что, в общем-то, хорошо, если бы не громадное количество возможных исходов на каждом отдельно выбранном моменте.

Один из тонких моментов, который может смущать ученого, изучающего метод нечетких множеств это, например, такая ситуация. Предположим, что среди параметров есть температура зелья, количество ингредиента А, растворимость ингредиента В, отношение прореагировавших количеств ингредиентов А и В и какие-то другие. Для этих параметров есть определенные ранее нормы.
Пусть в некоторый момент времени температура зелья вышла в область недопустимых значений (оказалась слишком высокой), из-за этого растворимость ингредиента В резко выросла и оказалась либо в области недопустимых, либо нечетких значений. Добавление же - по ошибке или специально - ингредиента А в размере намного ниже нормального (снова не в штатных пределах), приведет к очень-очень маленькому значению отношению прореагировавших ингредиентов, что, в свою очередь, возымеет отрицательный эффект на температуру зелья и компенсацию слишком высоких значений на предыдущем этапе.
Что получается? Возникновение нескольких внештатных ситуаций подряд в итоге может привести к приготовлению правильного зелья. Или не может: если «внештатность» состояния была бы несколько больше.

Это несколько надуманный пример, я согласна, но он поднимает один важный, на мой взгляд, вопрос: что считать значением состояния параметра? Например, допустимым.
- Либо такие значения параметра, которые при прочих параметрах, принимающих допустимые значения, позволит достичь желаемого результата (приготовить верное зелье). Тогда можно считать подобное некой областью отклонения от общего тренда. Но тогда этот тренд надо иметь в единичном количестве.
- Либо такие значения параметра, которые при некотором стечении значений других параметров может дать желаемый результат (приготовление верного зелья). Тогда это включает в себя огромные разбросы параметров, так как даже некоторое невероятно «кривое» приготовление (в плане отклонения от рецепта) будет называаться допустимым.
Оба этих возможных определения являются крайностями, достаточно странными – первая не слишком позволяет углубиться в теоретизирование и изучение моделей, вторая говорит о слишком больших разбросах, многие из которых даже практика не сможет подтвердить (а моделирование взамен практики в такой науке как зельеметрика кажется мне несколько неправильным). Поэтому можно было бы дать определение по которому как минимум 50% других ингредиентов находятся в пределах допустимых значений.
Честно говоря, меня смущает, что в подобной формулировке получается замкнутый круг, так как «допустимые значения» определяются через них самих, но пока не придумала, как от этого избавиться. Может, кому-то придет в голову?)
Я, пожалуй, соглашусь с Дольвиче по вопросу учитывания опыта, символики, интуиции – но все же основной нитью должна быть цель зелья. Именно от этого мы исходим, пытаясь «проложить мостик между началом приготовления зелья и его окончанием. И конкретный замер на конкретном этапе может и должен рассматриваться именно в этом контексте, в контексте приведения в итоге к получению желаемого зелья.

Что касается выделения параметров, то тут на помощь должны прийти интуиция, здравая логика и опыт приготовления зелий. Наверное, можно ответить на два основных вопроса:
- Какие именно параметры являются основными для данного зелья в плане достижения желаемого эффекта?
- Какие параметры могут препятствовать достижению результата?
Так, например, если мы знаем, что зелье Х испортится, если его температура будет более 70 градусов, то, естественно, температура будет одним из параметров. И если мы знаем, что для эффекта зелья, на 100 мл должно быть 70 мг корня женьшеня (причем в этом зелье он плохо растворяется из-за взаимодействия с неким другим ингредиентом), то в зависимости от количества добавленного корня, мы будем следить за его концентрацией в зелье и т.д.
Плюс, наверное, есть некоторые базовые параметры, которые лучше включать, чем не включать. Их оценка занимает намного меньше времени благодаря стандартизации и частоте использования, чем последствия неучитывания. К таким, наверное, можно отнести всякие физические характеристики: цвет, пар, запах, температуру и пр.

Временные рамки замеров, как мне кажется, необходимо смотреть в зависимости от зелья и в зависимости от определенных рамок доспустимости/недопустимости значений. Соответственно, чем ближе значение конкретного замера к критическим границам, чем через меньшее время последует замер.
Так, если верхняя граница допустимости температуры 90 градусов, а на нынешнем замере 75 и мы знаем, что температура может подняться на 15 градусов за 3 минуты, то мы непременно замерим температуру зелья через 3 минуты, дабы узнать что у нас и как.
Кроме того, скорость изменения состояний параметров варьируется от зелья к зелью и это тоже будет определять частоту замеров.

Говоря о качественных характеристиках, то одна из гипотез такова, что не стоит создавать универсальную шкалу, которой, как верно уже упоминалось, будет сложно соотвествовать в сравнительном плане. Насыщенность цвета в одном зелье, которое в принципе не бывает непрозрачным, не факт, что можно сравнивать с насыщенностью цвета зелья, которое не бывает прозрачным. Возможно, стоит сделать 10-бальную шкалу в рамках конкретного зелья? То есть задать 0 – как минимальное значение данного параметра в данном зелье, а 10 – как максимальное значение, но опять же, только в данном зелье. Шкалы будут несравнимы между собой, но надо ли?) Ведь основной цели, описательной модели для оценки параметра в процессе приготовления данного зелья, мы достигнем.

Что касается метода нечетких множеств в целом, то мне кажется его применение, с одной стороны, очень полезным, а с другой, практически нереальным с точки зрения ручной обработки.
Необходимо учитывать не только параметры зелья и их границы, но и их эффекты друг на друга, и изменение тех или иных границ в зависимости от каждого эффекта и каждого принимаемого значения. В общем, где-то с двух параметров уже не хочется пользоваться этим методом, если представить объем работ ручной оценки)) Тут нельзя не согласиться с Эсмондом, что выйдет очень громоздко.
Техническая обработка спасла бы ситуацию: вводишь состояния на этапе – получаешь возможные развития событий, рекомендации по корректировке и т.д. Как? Например, с помощью модели нейронных связей.
Это позволило бы производить оценку именно в режиме ввод-вывод информации, да и учет различных исходов очень импонирует. Тогда создание зелья с помощью этого метода будет эффективно, в ином же случае… мы рискуем получить в результате "7,5 миллионов лет непрерывных вычислений ответ 42" (тм).))
Другой вопрос, как эту нейронную сеть записать и что именно мы хотим в ней видеть...
Возвращаясь же к более общему вопросу, при наличии возможностей (в том числе и таких вот технических) метод нечетких множеств позволит и улучшать рецепты за счет оптимизации, и создавать наилучшие комбинации, если задать исходные параметры и желаемый результат. В теории - все отлично.

Ange написал:

[q]

Что получается? Возникновение нескольких внештатных ситуаций подряд в итоге может привести к приготовлению правильного зелья. Или не может: если «внештатность» состояния была бы несколько больше.

[/q]

Все зависит от каждого отдельно взятого зелья, имхо. Хотя случайности и исправления ошибок в зельеварении - это вообще не должно быть нормой жизни. Уж слишком тонкая наука. Но если мы готовим зелье экспериментальное, возможно это как раз нормальный процесс. Тут подключаем символику, интуицию и много чего другого, и тогда станет понятна ситуация.


Ange написал:

[q]

- Либо такие значения параметра, которые при прочих параметрах, принимающих допустимые значения, позволит достичь желаемого результата (приготовить верное зелье). Тогда можно считать подобное некой областью отклонения от общего тренда. Но тогда этот тренд надо иметь в единичном количестве.
- Либо такие значения параметра, которые при некотором стечении значений других параметров может дать желаемый результат (приготовление верного зелья). Тогда это включает в себя огромные разбросы параметров, так как даже некоторое невероятно «кривое» приготовление (в плане отклонения от рецепта) будет называаться допустимым.

[/q]

Здесь вот для меня несколько непонятный момент. Получается, что при определении параметров уже рассматриваем взаимосвязь. Мне кажется, все же нужно рассматривать допустимость или недопустимость значений параметра в отдельности или брать только допустимость или недопустимость значений взаимосвязей параметров.
Кстати, возможно, если какой-то параметр мы сможем рассматривать только во взаимосвязи, может как раз его не стоит рассматривать именно с точки зрения нечетких множеств? Может стоит его тогда проверить другими методами?


Ange написал:

[q]

но все же основной нитью должна быть цель зелья

[/q]

Согласна.


Ange написал:

[q]

- Какие именно параметры являются основными для данного зелья в плане достижения желаемого эффекта?
- Какие параметры могут препятствовать достижению результата?

[/q]

Хорошая идея.

Ange написал:

[q]

И талант в том, чтобы этими случайностями управлять

[/q]

Ну случайности на то и случайности, что ими управлять невозможно. А вот выкручиваться из таких ситуаций - это уже талант.


Ange написал:

[q]

что такая интерпретация в некоторой степени упрощает анализ

[/q]

Модель - это всегда упрощение, всегда пренебрежение какими-то параметрами, которые мы не считаем определяющими, в пользу других параметров. Иначе просто запутаешься и не сможешь сделать модель.


Ange написал:

[q]

Упускать было бы несколько непрактично.

[/q]

Я не сказала совсем про него забыть. Я сказала не рассматривать его с точки зрения нечетких множеств. Возможно попробовать рассчитать и учесть этот параметр другими методами.

Ange написал:

[q]

Звучит красиво, я просто пока не совсем представляю как.

[/q]

Я тоже пока не очень представляю. Но не исключаю, что это возможно

[q]

Следует решить, что важно, количество замеров или их качество.

[/q]

безусловно, важный вопрос, рассматриваемый Эсмондом с точки зрения ограничения размерности совокупности исследуемых параметров.
однако, как же решить сей вопрос - колчиество или качество?

[q]

для создания зелья, метод нечетких множеств – убийство.

[/q]

смело)) однако, дискуссионно. потому как порой мы имеем лишь тенденции изменений, которые как раз хорошо отражает МНМ, и лишь на тенденциях можем что-то предположить при создании.

[q]

Хотя может быть мне кажется что нечеткие множества это "громоздкий" метод.

[/q]

если с ручной обработкой - безусловно.

[q]

э я видимо не понял. Но разве мы изначально не устанавливаем границы? То есть цель или задачи и будут нашими границами. К примеру измерять температуру зелья в течении 30 секунд всего приготовления, через промежуток времени равный пусть 10 минутам.
Тут же понятно, что измеряем спустя 10 минут, а уже вот 11 -ая минута нас не интересует, значит это не допустимый параметр. А вот 10.00 до 10.30 эти параметры допустимы... или я рассуждаю не верно?

[/q]

промежуток измерений - не параметр. Дольвиче это раскрыла далее.

[q]

Что получается? Возникновение нескольких внештатных ситуаций подряд в итоге может привести к приготовлению правильного зелья. Или не может: если «внештатность» состояния была бы несколько больше.

[/q]

Для этого МНМ существует в режиме динамического онлайн анализа, который выводит тенденции, закономерности. В нем мы исследуем (правда, об этом вы узнаете чуть позже) не абсолютные величины, а относительные, то есть отклонения. Показания отклонений хорошо диагностируют ситуацию, описанную Вами. Поэтому в итоге неверного зелья не будет. Будет устойчиво неверное зелье.

[q]

Поэтому можно было бы дать определение по которому как минимум 50% других ингредиентов находятся в пределах допустимых значений.

[/q]

это один из ключевых аспектов МНМ - зависимые и независимые определения. Но об этом, я к сожалению, не успела рассказать даже Дольвиче.

[q]

Например, с помощью модели нейронных связей.

[/q]

в настоящее время МНМ и модели нейронных связей, а также некоторые другие - в непосредственной связке. Вы уловили суть, замечательно.

[q]

Если мы потом сможем связать воедино результаты метода нечетких множеств и оценку этого фактора, одного, другим методом... Звучит красиво, я просто пока не совсем представляю как.

[/q]

я надеюсь, четвертый модуль решит эту проблему в некотором роде))

ага, итоги-то я поведу, но позже

а сейчас:
просьба участникам сдать работу по соответствующему уроку в расписании!!