UD05 · Taller 2 — Lógica difusa: el problema de las propinas¶

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pip install scikit-fuzzy networkx

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from skfuzzy.control.visualization import ControlSystemVisualizer

_init_original = ControlSystemVisualizer.__init__

def _init_parcheado(self, control_system):
    _init_original(self, control_system)
    self.ctrl = control_system

ControlSystemVisualizer.__init__ = _init_parcheado

Objetivo: implementar de principio a fin el ejemplo difuso de la teoría (§8.4) y comprobar en código las tres fases de un sistema de razonamiento impreciso: fuzzificación, evaluación de reglas y desfuzzificación (CE b).

Fase 1 — Instalación y variables de entrada¶

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pip install scikit-fuzzy networkx

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import numpy as np
import skfuzzy as fuzz
from skfuzzy import control as ctrl

servicio = ctrl.Antecedent(np.arange(0, 11, 1), 'servicio')
comida = ctrl.Antecedent(np.arange(0, 11, 1), 'comida')
propina = ctrl.Consequent(np.arange(0, 26, 1), 'propina')

servicio['baja'] = fuzz.trimf(servicio.universe, [0, 0, 5])
servicio['media'] = fuzz.trimf(servicio.universe, [0, 5, 10])
servicio['alta'] = fuzz.trimf(servicio.universe, [5, 10, 10])

comida['mala'] = fuzz.trimf(comida.universe, [0, 0, 5])
comida['media'] = fuzz.trimf(comida.universe, [0, 5, 10])
comida['buena'] = fuzz.trimf(comida.universe, [5, 10, 10])

Fase 2 — Variable de salida y reglas¶

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propina['baja'] = fuzz.trimf(propina.universe, [0, 0, 13])
propina['media'] = fuzz.trimf(propina.universe, [0, 13, 25])
propina['alta'] = fuzz.trimf(propina.universe, [13, 25, 25])

regla1 = ctrl.Rule(servicio['baja'] | comida['mala'], propina['baja'])
regla2 = ctrl.Rule(servicio['media'], propina['media'])
regla3 = ctrl.Rule(servicio['alta'] | comida['buena'], propina['alta'])

sistema = ctrl.ControlSystem([regla1, regla2, regla3])
sim = ctrl.ControlSystemSimulation(sistema)

Fase 3 — Inferencia con el caso de la teoría¶

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sim.input['servicio'] = 9.8
sim.input['comida'] = 6.5
sim.compute()
print(f"Propina calculada: {sim.output['propina']:.2f} €")

Fase 4 — Visualiza las funciones de pertenencia¶

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servicio.view()
comida.view()
propina.view()
sim.compute()
propina.view(sim=sim)

Guarda las cuatro figuras: son la evidencia de las fases de fuzzificación (dos primeras) y desfuzzificación (última, con la línea vertical del resultado).

Fase 5 — Cambia el escenario¶

Repite la Fase 3 con un servicio de 3 (malo) y una comida de 8 (buena). ¿Qué regla domina? ¿Es coherente el resultado con lo que esperarías de un cliente que recibió un trato mediocre pero comió muy bien?

Fase 6 — Compara con un sistema de reglas «duro»¶

Escribe en experta una versión sin lógica difusa del mismo problema (reglas con umbrales fijos, p. ej. servicio >= 8 → propina alta). Ejecuta los mismos dos escenarios de las Fases 3 y 5 y compara los resultados. ¿En qué casos da lo mismo la versión difusa y la de reglas duras? ¿En cuáles no?

Entrega del Taller 2¶

Recopila las figuras y las explicaciones de las seis fases en una memoria en PDF.

Nota sobre la tabla anterior.

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