Logique floue : définition et cas d'usage

Indispensable à la compréhension du langage naturel et au développement des nouvelles formes d'intelligence artificielle, la logique floue (ou fuzzy logic en anglais) est omniprésente de nos jours. Quels sont les exemples d'applications ?

Qu'est-ce que la logique floue ?

La logique floue est une approche utilisée en informatique basée sur des "valeurs ou degrés de vérité" sous la forme de chiffres réels compris entre 0 et 1. En cela, elle diffère de la classique logique booléenne qui repose sur deux valeurs "vraies ou fausses" (1 ou 0). Autrement dit, cette logique dite polyvalente admet la possibilité de vérités partielles, situées entre les deux extrêmes 0 et 1. La logique floue a été formulée pour la première fois par le mathématicien Lotfi Zadeh dans les années 1960, dans le cadre de ses recherches sur la compréhension du langage naturel par les ordinateurs.

Difficilement traduisible en termes absolus et binaires comme 0 ou 1, le langage naturel ne peut être décrit avec une logique strictement booléenne. Il fallait, pour résoudre ce problème, développer une logique plus proche du fonctionnement du cerveau humain, qui tend, lui, à combiner des vérités partielles pour parvenir à une décision acceptable. La logique floue permet cela en représentant, sous forme logicielle, de façon plus fidèle les capacités cognitives humaines. En cela, elle s’avère essentielle à la conception et au développement de fonctionnalités d’intelligences artificielles confrontées à des tâches complexes et/ou inhabituelles.

Comment fonctionne la logique floue ?

Pour illustrer le fonctionnement de la logique floue, prenons l’exemple de la température de l’eau. Avec la logique booléenne classique, elle ne peut être que : soit "froide" soit "chaude" ou soit "en dessous de 20 °C" soit "au-dessous de 20 °C". Même en modifiant la température progressivement, elle restera toujours dans un extrême ou l'autre. Fort bien, mais ce n’est pas la manière dont les êtres humains réfléchissent ! Avec la logique floue, il est possible d’admettre de nouvelles valeurs. L’eau peut ainsi être "un peu moins froide", "tiède" ou encore "quasi chaude" avec un ensemble des possibles bien plus vaste et nuancé.

En logique floue, une valeur peut appartenir à plusieurs ensembles, en mettant en place des règles d’inférence et de fonctions d’appartenance (nommés "ensembles flous") de type "si telle condition est remplie, alors…". Dès lors, une température de 20 °C pourra être en même temps froide et/ou chaude selon les situations. C’est un mode de raisonnement plus intuitif qui permet aux informaticiens concepteurs de mieux appréhender les phénomènes humains ou naturels, par nature difficilement modélisables.

Quelles sont les principales applications de la logique floue en IA ?

La logique floue est utilisée, entre autres, dans les systèmes d’aide à la conduite des véhicules et d’aide au diagnostic médical, les outils assurantiels d’analyse et de prévention des risques, les intelligences artificielles qui gèrent le trafic routier et aérien, et également les modèles de prédiction météorologique et climatique.

Dictionnaire de l'intelligence artificielle