ሰው ሰራሽ የነርቭ ሴል ማግበር ተግባር. የባዮኒክ ነርቭ ኔትወርክ ሞዴል እና አፕሊኬሽኑ Preprint, Inst

በምዕራፉ ውስጥ እንደ አርቴፊሻል ኢንተለጀንስ፣ ማሽን መማሪያ እና አርቲፊሻል ካሉ ጽንሰ-ሀሳቦች ጋር ተዋወቅን። የነርቭ መረቦች.

በዚህ ምእራፍ ውስጥ አርቲፊሻል ነርቭ ሞዴልን በዝርዝር እገልጻለሁ ፣ ኔትወርክን ለማሰልጠን ስለሚረዱ ዘዴዎች እናገራለሁ እንዲሁም በሚቀጥሉት ምዕራፎች ውስጥ የምናጠናቸውን አንዳንድ የታወቁ አርቲፊሻል ነርቭ ኔትወርኮችን እገልጻለሁ ።

ማቅለል

በመጨረሻው ምእራፍ ላይ ስለ አንዳንድ ከባድ ማቅለሎች ያለማቋረጥ ተናግሬ ነበር። ለማቃለል ምክንያቱ ምንም ዘመናዊ ኮምፒዩተሮች ሊኖሩ አይችሉም ፈጣንሞዴል እንደዚህ ውስብስብ ስርዓቶችእንደ አንጎላችን። ከዚህ በተጨማሪ ቀደም ብዬ እንዳልኩት አንጎላችን በተለያዩ ነገሮች የተሞላ ነው። ባዮሎጂካል ዘዴዎች, ከመረጃ ማቀናበር ጋር የተያያዘ አይደለም.

የግብአት ምልክቱን ወደምንፈልገው የውጤት ምልክት ለመቀየር ሞዴል እንፈልጋለን። ሌላው ሁሉ አያስቸግረንም። ማቃለል እንጀምር።

ባዮሎጂካል መዋቅር → ንድፍ

ባለፈው ምእራፍ ውስጥ ባዮሎጂካል ነርቭ ኔትወርኮች እና ባዮሎጂካል ነርቮች ምን ያህል ውስብስብ እንደሆኑ ተገንዝበዋል. የነርቭ ሴሎችን እንደ ድንኳን የተከለሉ ጭራቆች ከመሳል ይልቅ ሥዕላዊ መግለጫዎችን ብቻ እንሳል።

በአጠቃላይ, በርካታ መንገዶች አሉ ግራፊክ ምስልየነርቭ አውታረ መረቦች እና የነርቭ ሴሎች. እዚህ ሰው ሰራሽ የነርቭ ሴሎችን እንደ ክበቦች እናሳያለን.

ውስብስብ በሆነ የግብአት እና የውጤት መጠላለፍ ፋንታ የምልክት እንቅስቃሴን አቅጣጫ የሚያመለክቱ ቀስቶችን እንጠቀማለን።

ስለዚህ, ሰው ሰራሽ የነርቭ አውታረመረብ በቀስቶች የተገናኙ የክበቦች ስብስብ (ሰው ሰራሽ የነርቭ ሴሎች) ሊወከል ይችላል.

የኤሌክትሪክ ምልክቶች → ቁጥሮች

በእውነተኛ ባዮሎጂካል ነርቭ አውታር ውስጥ የኤሌክትሪክ ምልክት ከኔትወርክ ግብዓቶች ወደ ውጤቶቹ ይተላለፋል. በነርቭ አውታር ውስጥ ሲያልፍ ሊለወጥ ይችላል.

የኤሌክትሪክ ምልክት ሁልጊዜ የኤሌክትሪክ ምልክት ይሆናል. በፅንሰ-ሀሳብ, ምንም ነገር አይለወጥም. ግን ከዚያ ምን ይለወጣል? የዚህ የኤሌክትሪክ ምልክት መጠን ይለወጣል (ጠንካራ / ደካማ). እና ማንኛውም እሴት ሁልጊዜ እንደ ቁጥር (የበለጠ/ያነሰ) ሊገለጽ ይችላል።

በአርቴፊሻል ነርቭ አውታር ሞዴል ውስጥ የኤሌክትሪክ ምልክቱን ባህሪ በጭራሽ መተግበር አያስፈልገንም, ምክንያቱም ምንም ነገር በአተገባበሩ ላይ የተመካ አይደለም.

አንዳንድ ቁጥሮችን ወደ አውታረ መረቡ ግብዓቶች እናቀርባለን, ይህም ካለ የኤሌክትሪክ ምልክቱን መጠን ያሳያል. እነዚህ ቁጥሮች በአውታረ መረቡ ውስጥ ይንቀሳቀሳሉ እና በሆነ መንገድ ይለወጣሉ። በአውታረ መረቡ ውፅዓት ላይ የተወሰነ የውጤት ቁጥር እንቀበላለን, ይህም የአውታረ መረብ ምላሽ ነው.

ለመመቻቸት አሁንም በኔትወርክ ምልክቶች ውስጥ የሚዘዋወሩ ቁጥራችንን እንጥራለን።

ሲናፕሶች → የግንኙነት ክብደቶች

ከመጀመሪያው ምእራፍ ላይ ያለውን ምስል እናስታውስ, በነርቭ ሴሎች መካከል ያለው ግንኙነት - ሲናፕስ - በቀለም ይገለጻል. ሲናፕሶች በእነሱ ውስጥ የሚያልፈውን የኤሌክትሪክ ምልክት ያጠናክራሉ ወይም ያዳክማሉ።

እያንዳንዱን እንዲህ ያለውን ግንኙነት እንግለጽ የተወሰነ ቁጥር, የዚህ ግንኙነት ክብደት ተብሎ ይጠራል. ምልክቱ አልፏል ይህ ግንኙነት, በተዛማጅ ግንኙነት ክብደት ተባዝቷል.

ይህ ቁልፍ ጊዜበአርቴፊሻል ነርቭ አውታሮች ጽንሰ-ሀሳብ ውስጥ, የበለጠ በዝርዝር እገልጻለሁ. ከታች ያለውን ምስል ይመልከቱ። አሁን በዚህ ሥዕል ላይ ያለው እያንዳንዱ ጥቁር ቀስት (ግንኙነት) ከተወሰነ ቁጥር ጋር ይዛመዳል \(w_i \) ​ (የግንኙነቱ ክብደት)። እና ምልክቱ በዚህ ግንኙነት ውስጥ ሲያልፍ, መጠኑ በዚህ ግንኙነት ክብደት ተባዝቷል.

ከላይ ባለው ስእል ውስጥ, ለመለያዎች ምንም ቦታ ስለሌለ ብቻ እያንዳንዱ ግንኙነት ክብደት የለውም. እንደ እውነቱ ከሆነ፣ እያንዳንዱ የ \(i \) ግንኙነት የራሱ \(w_i \) ኛ ክብደት አለው።

ሰው ሰራሽ ኒውሮን

አሁን የሰው ሰራሽ ነርቭን ውስጣዊ መዋቅር እና ወደ ግብዓቶቹ የሚመጣውን ምልክት እንዴት እንደሚለውጥ እንመረምራለን ።

ከታች ያለው ምስል የሰው ሰራሽ ነርቭን ሙሉ ሞዴል ያሳያል.

አትደንግጡ፣ እዚህ ምንም የተወሳሰበ ነገር የለም። ሁሉንም ነገር ከግራ ወደ ቀኝ በዝርዝር እንመልከተው።

ግብዓቶች፣ ክብደቶች እና ተጨማሪ

ሰው ሰራሽ የሆኑትን ጨምሮ እያንዳንዱ የነርቭ ሴል ምልክት የሚቀበልባቸው አንዳንድ ግብዓቶች ሊኖሩት ይገባል። በግንኙነት ውስጥ የሚያልፉ ምልክቶች የሚባዙበትን የክብደት ጽንሰ-ሀሳብ አስቀድመን አስተዋውቀናል። ከላይ ባለው ሥዕል ላይ ክብደቶቹ እንደ ክበቦች ይታያሉ.

በመግቢያዎቹ ላይ የተቀበሉት ምልክቶች በክብደታቸው ተባዝተዋል. የመጀመርያው ግቤት ምልክት \(x_1 \) ከዚህ ግቤት ጋር በሚዛመደው ክብደት \(w_1 \) ተባዝቷል። በውጤቱም፣ \(x_1w_1 \) እናገኛለን። እና ስለዚህ እስከ \(n\) ግቤት ድረስ። በውጤቱም ፣ በመጨረሻው ግቤት \(x_nw_n \) እናገኛለን ።

አሁን ሁሉም ምርቶች ወደ መጨመሪያው ተላልፈዋል. በስሙ ላይ በመመስረት, ምን እንደሚሰራ መረዳት ይችላሉ. እሱ በቀላሉ በተዛማጅ ክብደት የተባዙትን ሁሉንም የግቤት ምልክቶች ያጠቃልላል።

\[ x_1w_1+x_2w_2+\cdots+x_nw_n = \sum\limits^n_(i=1)x_iw_i \]

የሂሳብ እርዳታ

ሲግማ - ዊኪፔዲያ

መፃፍ ሲያስፈልግ ትልቅ አገላለጽየተደጋገሙ/ተመሳሳይ ቃላት ድምርን ያቀፈ፣ ከዚያም የሲግማ ምልክት ይጠቀሙ።

እስቲ እናስብ በጣም ቀላሉ አማራጭግቤቶች

\[ \ ድምር \ ገደብ^5_(i=1)i=1+2+3+4+5 \]

ስለዚህ ከሲግማ በታች የቆጣሪውን ተለዋዋጭ \(i \) መነሻ እሴት እንሰጠዋለን ፣ ይህም እስከሚደርስ ድረስ ይጨምራል ከፍተኛ ገደብ(ከላይ ባለው ምሳሌ 5 ነው).

የላይኛው ወሰን እንዲሁ ተለዋዋጭ ሊሆን ይችላል. ለእንደዚህ አይነት ጉዳይ ምሳሌ ልስጥህ።

\(n \) መደብሮች ይኑረን። እያንዳንዱ መደብር የራሱ ቁጥር አለው፡ ከ 1 እስከ \(n\) . እያንዳንዱ መደብር ትርፍ ያስገኛል. እስቲ አንዳንድ (ምንም ቢሆን) \(i \) መደብርን እንውሰድ። ከእሱ የሚገኘው ትርፍ ከ \(p_i \) ጋር እኩል ነው።

\[ P = p_1+p_2+\cdots+p_i+\cdots+p_n \]

እንደሚመለከቱት, ሁሉም የዚህ ድምር ውሎች አንድ አይነት ናቸው. ከዚያም በአጭሩ ሊጻፉ ይችላሉ በሚከተለው መንገድ:

\[ P=\sum\ገደቦች^n_(i=1)p_i \]

በቃላት፡ “ከመጀመሪያው ጀምሮ እና በ\(n\) -th የሚያበቃውን የሁሉም መደብሮች ትርፎች አጠቃልል። በቀመር መልክ በጣም ቀላል, ምቹ እና የበለጠ ቆንጆ ነው.

የአድደሩ ውጤት ክብደት ያለው ድምር ተብሎ የሚጠራ ቁጥር ነው.

ክብደት ያለው ድምር(ክብደት ያለው ድምር) (\(የተጣራ \))) - የግቤት ምልክቶች ድምር በተዛማጅ ክብደታቸው ተባዝቷል።

\[ net = \ ድምር \ ገደቦች^n_(i=1) x_iw_i \]

የአድደሩ ሚና ግልጽ ነው - ሁሉንም የግብአት ምልክቶች (ከነሱ ውስጥ ብዙ ሊሆኑ ይችላሉ) ወደ አንድ ቁጥር ይሰበስባል - በአጠቃላይ የነርቭ ሴል የተቀበለውን ምልክት የሚያመለክት የክብደት ድምር. ሌላ ክብደት ያለው ድምር እንደ የነርቭ አጠቃላይ መነቃቃት ደረጃ ሊወከል ይችላል።

ለምሳሌ

የሰው ሰራሽ ነርቭ የመጨረሻውን ክፍል ሚና ለመረዳት - የማግበር ተግባር - ተመሳሳይነት እሰጣለሁ.

አንድ ሰው ሰራሽ ነርቭን እንመልከት። የእሱ ተግባር በባህር ላይ ለእረፍት ለመሄድ መወሰን ነው. ይህንን ለማድረግ የተለያዩ መረጃዎችን ወደ ግብዓቶቹ እናቀርባለን። የእኛ የነርቭ ሴል 4 ግብዓቶች ይኑርዎት።

  1. የጉዞ ዋጋ
  2. በባህር ላይ ያለው የአየር ሁኔታ ምን ይመስላል?
  3. የአሁኑ የሥራ ሁኔታ
  4. በባህር ዳርቻ ላይ መክሰስ ባር ይኖራል?

እነዚህን ሁሉ መመዘኛዎች እንደ 0 ወይም 1 እንገልጻቸዋለን.በዚህም መሰረት, በባህር ላይ ያለው የአየር ሁኔታ ጥሩ ከሆነ, በዚህ ግቤት ላይ 1 ን እንተገብራለን.እናም ከሌሎች መለኪያዎች ጋር.

አንድ የነርቭ ሴል አራት ግብዓቶች ካሉት, አራት ክብደቶች ሊኖሩ ይገባል. በምሳሌአችን የክብደት መለኪያዎች የእያንዳንዱን ግቤት አስፈላጊነት አመላካች እንደሆኑ ሊታሰብ ይችላል, ይህም የነርቭ ሴል አጠቃላይ ውሳኔ ላይ ተጽዕኖ ያሳድራል. የግቤት ክብደቶችን በሚከተለው መልኩ እናሰራጫለን።

ያንን ማስተዋል ቀላል ነው። ትልቅ ሚናየባህር ላይ ዋጋ እና የአየር ሁኔታ (የመጀመሪያዎቹ ሁለት ግብዓቶች) ሚና ይጫወታሉ. እነሱም ይጫወታሉ ወሳኝ ሚናአንድ የነርቭ ሴል ውሳኔ ሲያደርግ.

ለነርቭ ህይወታችን ግብአት የሚከተሉትን ምልክቶች እናቅርብ።

የግብአቶቹን ክብደት በተዛማጅ ግብዓቶች ምልክቶች እናባዛለን።

የዚህ አይነት የግቤት ምልክቶች ስብስብ የክብደት ድምር 6፡-

\[ net = \ ድምር \ ገደቦች^4_(i=1)x_iw_i = 5 + 0 + 0 + 1 = 6 \]

ይህ የማግበር ተግባር የሚሠራበት ነው።

የማግበር ተግባር

በቀላሉ ክብደት ያለው መጠን እንደ ውፅዓት ማስገባት በጣም ትርጉም የለሽ ነው። የነርቭ ሴል በሆነ መንገድ ማስኬድ እና በቂ የውጤት ምልክት ማመንጨት አለበት። የማግበር ተግባሩ ጥቅም ላይ የሚውለው ለእነዚህ ዓላማዎች ነው.

የክብደቱን ድምር ወደ አንድ የተወሰነ ቁጥር ይለውጠዋል, ይህም የነርቭ ሴል ውፅዓት ነው (የነርቭ ውፅዓትን በተለዋዋጭ \ (ውጭ \) እንወክላለን).

ለ የተለያዩ ዓይነቶችሰው ሰራሽ የነርቭ ሴሎች በብዛት ጥቅም ላይ ይውላሉ የተለያዩ ተግባራትማንቃት. በአጠቃላይ፣ በ \(\phi(net) \) ምልክት ተጠቁመዋል። በቅንፍ ውስጥ ያለውን የክብደት ምልክት መግለጽ የማግበሪያው ተግባር የክብደቱን ድምር እንደ መለኪያ ይወስዳል ማለት ነው።

የማግበር ተግባር (የማግበር ተግባር)(\(\phi(net) \)) ክብደት ያለው ድምር እንደ መከራከሪያ የሚወስድ ተግባር ነው። የዚህ ተግባር ዋጋ የኒውሮን (\(out \)) ውጤት ነው።

ነጠላ ዝላይ ተግባር

በጣም ቀላሉ ዓይነት የማግበር ተግባር። የነርቭ ሴል ውፅዓት ከ 0 ወይም 1 ጋር እኩል ሊሆን ይችላል።የሚዛን ድምር ከተወሰነ ገደብ \(b\) የሚበልጥ ከሆነ የነርቭ ሴል ውፅዓት ከ 1 ጋር እኩል ነው። ዝቅተኛ ከሆነ፣ ከዚያ 0 ነው።

እንዴት መጠቀም ይቻላል? ወደ ባህር የምንሄደው ሚዛኑ ድምር ከ 5 ሲበልጥ ወይም ሲተካ ብቻ ነው ብለን እናስብ።ይህ ማለት የኛ ደረጃ 5 ነው፡

በምሳሌአችን ፣የክብደቱ ድምር 6 ነበር ፣ይህም ማለት የነርቭ ህዋሳችን የውጤት ምልክት 1 ነው።ስለዚህ ወደ ባህር እንሄዳለን።

ይሁን እንጂ በባህር ላይ ያለው የአየር ሁኔታ መጥፎ ከሆነ እና ጉዞው በጣም ውድ ከሆነ, ነገር ግን መክሰስ ባር ነበር እና የስራ አካባቢው የተለመደ ነበር (ግቤቶች: 0011), ከዚያም የተመጣጠነ ድምር ከ 2 ጋር እኩል ይሆናል, ይህም ማለት የውጤቱ ውጤት ማለት ነው. ኒውሮን ከ 0 ጋር እኩል ይሆናል. ስለዚህ, የትም አንሄድም.

በመሠረቱ፣ አንድ የነርቭ ሴል ክብደት ያለው ድምርን ይመለከታል እና ከመነሻው በላይ ከሆነ የነርቭ ሴል ከ 1 ጋር እኩል የሆነ ውጤት ይፈጥራል።

በስዕላዊ መልኩ ይህ የማግበር ተግባር በሚከተለው መልኩ ሊገለጽ ይችላል።

አግድም ዘንግ የክብደት ድምር እሴቶችን ይይዛል። በቋሚ ዘንግ ላይ የውጤት ምልክት ዋጋዎች ናቸው. በቀላሉ ለማየት እንደሚቻለው የውጤት ምልክቱ ሁለት እሴቶች ብቻ ሊሆኑ ይችላሉ-0 ወይም 1. በተጨማሪም ፣ 0 ሁል ጊዜ ከማይነፃፀር ከሚቀነስ እስከ የተወሰነ የክብደት ድምር ዋጋ ይወጣል ፣ threshold ይባላል። የክብደቱ ድምር ከመነሻው ጋር እኩል ከሆነ ወይም የበለጠ ከሆነ, ተግባሩ ይመለሳል 1. ሁሉም ነገር እጅግ በጣም ቀላል ነው.

አሁን ይህንን የማግበር ተግባር በሂሳብ እንፃፍ። ስለ ውሁድ ተግባር ጽንሰ ሃሳብ በእርግጠኝነት አጋጥሞሃል። ይህ ዋጋ በሚሰላበት አንድ ተግባር ስር ብዙ ህጎችን ስናጣምር ነው። በተዋሃደ ተግባር መልክ፣ ነጠላ ዝላይ ተግባር ይህን ይመስላል።

\[ ውጭ (መረብ) = \ መጀመሪያ (ጉዳዮች) 0, የተጣራ< b \\ 1, net \geq b \end{cases} \]

በዚህ ቀረጻ ላይ ምንም የተወሳሰበ ነገር የለም። የነርቭ ሴል ውፅዓት በክብደቱ ድምር (\(net \) ) ላይ የሚመረኮዝ ነው፡- \(የተጣራ \) (ለ ከዚያ \(ውጭ \) ከ 1 ጋር እኩል ነው።

የሲግሞይድ ተግባር

እንደ እውነቱ ከሆነ, አንድ ሙሉ የሲግሞይድ ተግባራት ቤተሰብ አለ, አንዳንዶቹ በአርቴፊሻል ነርቭ ሴሎች ውስጥ እንደ ማግበር ተግባራት ያገለግላሉ.

እነዚህ ሁሉ ተግባራት አንዳንድ በጣም ጠቃሚ ባህሪያት አሏቸው, ለዚህም በነርቭ አውታሮች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ. የእነዚህን ተግባራት ግራፎች ካዩ በኋላ እነዚህ ንብረቶች ግልጽ ይሆናሉ።

ስለዚህ... በነርቭ ኔትወርኮች ውስጥ በብዛት ጥቅም ላይ የዋለው ሲግሞይድ ነው። የሎጂስቲክስ ተግባር.

የዚህ ተግባር ግራፍ በጣም ቀላል ይመስላል. በቅርበት ከተመለከቱ, አንዳንድ ተመሳሳይነት ማየት ይችላሉ የእንግሊዝኛ ደብዳቤ\(S \) ፣ ይህም የእነዚህ ተግባራት ቤተሰብ ስም የመጣው ከየት ነው።

በትንታኔ የተጻፈውም እንደዚህ ነው።

\[ out(net)=\frac(1)(1+\exp(-a \cdot net))) \]

መለኪያው ምንድን ነው \(a \)? ይህ የተግባርን ጥብቅነት ደረጃ የሚገልጽ የተወሰነ ቁጥር ነው። ከዚህ በታች ያሉት የሎጂስቲክስ ተግባራት ናቸው የተለያዩ መለኪያዎች\(ሀ\)

ወደ ባሕሩ መሄድ አስፈላጊ መሆኑን የሚወስነውን ሰው ሰራሽ ነርቭን እናስታውስ. በነጠላ ዝላይ ተግባር ውስጥ, ሁሉም ነገር ግልጽ ነበር. ወደ ባህር እንሄዳለን (1) ወይም አንሄድም (0).

እዚህ ጉዳዩ ወደ እውነታው ቅርብ ነው. ሙሉ በሙሉ እርግጠኛ አይደለንም (በተለይ እርስዎ ፓራኖይድ ከሆኑ) - መሄድ ጠቃሚ ነው? ከዚያም የሎጂስቲክስ ተግባሩን እንደ ማግበር ተግባር በመጠቀም በ 0 እና በ 1 መካከል ያለውን ቁጥር እንዲያገኙ ያደርግዎታል ። በተጨማሪም ፣ የክብደቱ መጠን በትልቁ ፣ ውጤቱ ወደ 1 የበለጠ ቅርብ ይሆናል (ግን በጭራሽ ከእሱ ጋር እኩል አይሆንም)። በተቃራኒው፣ የክብደቱ ድምር ባነሰ መጠን፣ የነርቭ ሴል ውፅዓት ወደ 0 ቅርብ ይሆናል።

ለምሳሌ, የእኛ የነርቭ ውፅዓት 0.8 ነው. ይህ ማለት ወደ ባሕሩ መሄድ አሁንም ዋጋ እንዳለው ያምናል. የእሱ ውፅዓት ከ 0.2 ጋር እኩል ከሆነ ፣ ይህ ማለት ወደ ባህር መሄድ በእርግጠኝነት ይቃወማል ማለት ነው።

የሎጂስቲክስ ተግባር ምን አስደናቂ ባህሪያት አሉት?

  • እሱ “የመጭመቅ” ተግባር ነው ፣ ማለትም ፣ ክርክሩ ምንም ይሁን ምን (የክብደት ድምር) ፣ የውጤት ምልክቱ ሁል ጊዜ ከ 0 እስከ 1 ባለው ክልል ውስጥ ይሆናል።
  • ከአንድ ዝላይ ተግባር የበለጠ ተለዋዋጭ ነው - ውጤቱ 0 እና 1 ብቻ ሳይሆን በመካከላቸው ያለው ማንኛውም ቁጥር ሊሆን ይችላል።
  • በሁሉም ነጥቦች ላይ ተወላጅ አለው, እና ይህ ተወላጅ በተመሳሳይ ተግባር ሊገለጽ ይችላል

በነዚህ ባህሪያት ምክንያት የሎጂስቲክስ ተግባር ብዙውን ጊዜ በአርቴፊሻል ነርቭ ሴሎች ውስጥ እንደ ማግበር ተግባር ያገለግላል.

ሃይፐርቦሊክ ታንጀንት

ሆኖም, ሌላ ሲግሞይድ አለ - ሃይፐርቦሊክ ታንጀንት. የነርቭ ሴል የበለጠ ትክክለኛ ሞዴል ለመፍጠር በባዮሎጂስቶች እንደ ማግበር ተግባር ያገለግላል።

ይህ ተግባር ለተለያዩ አውታረ መረቦች ጠቃሚ ሊሆኑ የሚችሉ የተለያዩ ምልክቶችን (ለምሳሌ ከ -1 እስከ 1) የውጤት ዋጋዎችን እንዲያገኙ ያስችልዎታል።

ተግባሩ እንደሚከተለው ተጽፏል።

\[ out(net) = \tanh\ግራ(\frac(net)(a)\ right) \]

ከላይ ባለው ፎርሙላ፣ ግቤት \(a \) እንዲሁም የዚህን ተግባር ግራፍ የክብደት መጠን ይወስናል።

እና የዚህ ተግባር ግራፍ ይህን ይመስላል.

እንደሚመለከቱት ፣ የሎጂስቲክስ ተግባር ግራፍ ይመስላል። ሃይፐርቦሊክ ታንጀንትየሎጅስቲክስ ተግባር ያለው ሁሉም ጠቃሚ ባህሪያት አሉት.

ምን ተማርን?

አሁን ስለ ሰው ሰራሽ የነርቭ ሴል ውስጣዊ መዋቅር ሙሉ ግንዛቤ አለዎት. እንደገና አመጣዋለሁ አጭር መግለጫየእሱ ስራዎች.

አንድ የነርቭ ሴል ግብዓቶች አሉት. ምልክቶችን በቁጥር መልክ ይቀበላሉ. እያንዳንዱ ግቤት የራሱ ክብደት አለው (እንዲሁም ቁጥር)። የመግቢያ ምልክቶቹ በተዛማጅ ክብደት ተባዝተዋል. የ "ክብደት" የግቤት ምልክቶች ስብስብ እናገኛለን.

ከዚያም የክብደቱ ድምር ይለወጣል የማግበር ተግባርእና እናገኛለን የነርቭ ውፅዓት.

አሁን በጣም እንፍጠር አጭር መግለጫየነርቭ ሴል ሥራ - የሂሳብ ሞዴል;

የሰው ሰራሽ የነርቭ ሴል የሂሳብ ሞዴልከ\(n \) ግብዓቶች ጋር፡-

የት
\(\phi \) - የማግበር ተግባር
​\(\ ድምር \ገደቦች^n_(i=1)x_iw_i \)- የተመጣጠነ ድምር፣ እንደ \(n\) የግብአት ምልክቶች ምርቶች ድምር በተዛማጅ ክብደት።

የኤኤንኤን ዓይነቶች

ሰው ሰራሽ የነርቭ ሴል አወቃቀሩን አውቀናል. ሰው ሰራሽ የነርቭ ኔትወርኮች የሰው ሰራሽ የነርቭ ሴሎች ስብስብ ያቀፈ ነው. አመክንዮአዊ ጥያቄ ይነሳል-እነዚህን ተመሳሳይ አርቲፊሻል ነርቮች እንዴት እርስበርስ ማስቀመጥ/ማገናኘት ይቻላል?

እንደ አንድ ደንብ, አብዛኛዎቹ የነርቭ ኔትወርኮች የሚባሉት አላቸው የግቤት ንብርብርአንድ ተግባር ብቻ የሚያከናውን - የግቤት ምልክቶችን ለሌሎች የነርቭ ሴሎች ማሰራጨት. በዚህ ንብርብር ውስጥ ያሉት የነርቭ ሴሎች ምንም ዓይነት ስሌት አያደርጉም.

ነጠላ-ንብርብር የነርቭ አውታረ መረቦች

በነጠላ-ንብርብር የነርቭ አውታረ መረቦች ውስጥ, ከመግቢያው ንብርብር የሚመጡ ምልክቶች ወዲያውኑ ወደ የውጤት ንብርብር ይመገባሉ. አስፈላጊውን ስሌቶች ያከናውናል, ውጤቶቹ ወዲያውኑ ወደ ውጤቶቹ ይላካሉ.

ነጠላ-ንብርብር የነርቭ አውታረ መረብ ይህንን ይመስላል።

በዚህ ሥዕል ላይ የግቤት ንብርብሩ በክበቦች ይገለጻል (እንደ ነርቭ ኔትወርክ ሽፋን አይቆጠርም) እና በቀኝ በኩል ደግሞ ተራ የነርቭ ሴሎች ንብርብር ነው.

ነርቮች በቀስቶች እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው. ከቀስቶቹ በላይ ያሉት ተጓዳኝ ግንኙነቶች (የክብደት መለኪያዎች) ክብደቶች ናቸው።

ነጠላ ሽፋን የነርቭ አውታር (ነጠላ-ንብርብር የነርቭ አውታረ መረብ) - ከመግቢያው ንብርብር የሚመጡ ምልክቶች ወዲያውኑ ወደ የውጤት ንብርብር የሚመገቡበት አውታረመረብ ምልክቱን የሚቀይር እና ወዲያውኑ ምላሽ ይሰጣል።

ባለብዙ ሽፋን የነርቭ አውታረ መረቦች

እንደነዚህ ያሉ ኔትወርኮች ከነርቭ ሴሎች የመግቢያ እና የውጤት ንብርብሮች በተጨማሪ በተደበቀ ንብርብር (ንብርብሮች) ተለይተው ይታወቃሉ. ቦታቸው ለመረዳት ቀላል ነው - እነዚህ ንብርብሮች በግብአት እና በውጤት ንብርብሮች መካከል ይገኛሉ.

ይህ የነርቭ ኔትወርኮች መዋቅር የተወሰኑ የአንጎል ክፍሎችን ባለብዙ ሽፋን መዋቅር ይገለበጣል.

የተደበቀው ንብርብር ስሙን ያገኘው በአጋጣሚ አይደለም. እውነታው ግን በአንፃራዊነት በቅርብ ጊዜ የተደበቁ የንብርብር የነርቭ ሴሎችን ለማሰልጠን ዘዴዎች ተዘጋጅተዋል. ከዚህ በፊት ነጠላ-ንብርብር የነርቭ መረቦች ብቻ ጥቅም ላይ ውለዋል.

ባለብዙ ሽፋን የነርቭ ኔትወርኮች ብዙ አሏቸው ታላቅ እድሎችነጠላ-ንብርብር ይልቅ.

የተደበቁ የነርቭ ሴሎች ሥራ ከትልቅ ፋብሪካ ሥራ ጋር ሊመሳሰል ይችላል. በፋብሪካው ላይ ያለው ምርት (የውጤት ምልክት) በደረጃ ተሰብስቧል. ከእያንዳንዱ ማሽን በኋላ አንዳንድ መካከለኛ ውጤት ይገኛል. የተደበቁ ንብርብሮች የግቤት ምልክቶችን ወደ አንዳንድ መካከለኛ ውጤቶች ይለውጣሉ።

ባለብዙ ሽፋን የነርቭ አውታር (ባለብዙ ሽፋን የነርቭ አውታር) - ግብዓት ፣ ውፅዓት እና አንድ (በርካታ) የተደበቁ የነርቭ ሴሎች በመካከላቸው የሚገኙ የነርቭ አውታረመረቦች።

ቀጥታ ስርጭት ኔትወርኮች

ከላይ ባሉት ምሳሌዎች ውስጥ በነርቭ ኔትወርኮች ሥዕሎች ውስጥ አንድ በጣም አስደሳች የሆነ ዝርዝርን ማየት ይችላሉ.

በሁሉም ምሳሌዎች, ቀስቶቹ በጥብቅ ከግራ ወደ ቀኝ ይሄዳሉ, ማለትም, በእንደዚህ አይነት አውታረ መረቦች ውስጥ ያለው ምልክት ከግቤት ንብርብር ወደ የውጤት ንብርብር በጥብቅ ይሄዳል.

ቀጥታ ስርጭት ኔትወርኮች (ፊድፎርድ የነርቭ አውታር) (ፊድፎርድ ኔትወርኮች) - ምልክቱ ከግቤት ንብርብር እስከ የውጤት ንብርብር ድረስ የሚስፋፋበት ሰው ሰራሽ የነርቭ አውታረ መረቦች። ውስጥ የተገላቢጦሽ አቅጣጫምልክቱ አይሰራጭም.

እንደነዚህ ያሉት አውታረ መረቦች በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላሉ እና የተወሰኑ ችግሮችን በተሳካ ሁኔታ ይፈታሉ-ትንበያ ፣ ስብስብ እና እውቅና።

ይሁን እንጂ ማንም ሰው ምልክቱን ወደ መሄድ አይከለክልም የተገላቢጦሽ ጎን.

የግብረመልስ አውታረ መረቦች

በዚህ አይነት ኔትወርኮች ውስጥ ምልክቱ ወደ ተቃራኒው አቅጣጫ ሊሄድ ይችላል. ጥቅሙ ምንድን ነው?

እውነታው ግን በመጋቢ ኔትወርኮች ውስጥ የኔትወርኩ ውፅዓት የሚወሰነው በሰው ሰራሽ የነርቭ ሴሎች የግብዓት ምልክት እና የክብደት መለኪያዎች ነው።

እና በአውታረ መረቦች ውስጥ አስተያየትየነርቭ ሴሎች ውጤቶች ወደ ግብዓቶች ሊመለሱ ይችላሉ. ይህ ማለት የነርቭ ሴል ውፅዓት የሚወሰነው በክብደቱ እና በግብአት ምልክት ብቻ ሳይሆን በቀደሙት ውጤቶች (በድጋሚ ወደ ግብዓቶች ስለተመለሰ) ነው።

የምልክት ምልክቶች በአውታረ መረብ ውስጥ የመሰራጨት ችሎታ ለነርቭ አውታረ መረቦች አዲስ እና አስደናቂ እድሎችን ይከፍታል። እንደዚህ አይነት አውታረ መረቦችን በመጠቀም ምልክቶችን ወደነበሩበት የሚመልሱ ወይም የሚያሟሉ የነርቭ መረቦችን መፍጠር ይችላሉ. በሌላ አነጋገር እንደነዚህ ያሉት የነርቭ አውታረ መረቦች ባህሪያት አላቸው የአጭር ጊዜ ማህደረ ትውስታ(እንደ ሰው)።

የግብረመልስ አውታረ መረቦች (ተደጋጋሚ የነርቭ አውታር) - የነርቭ ሴሎች ውፅዓት ወደ ግቤት መመለስ የሚችሉበት ሰው ሰራሽ የነርቭ አውታረ መረቦች። በአጠቃላይ ይህ ማለት ምልክትን ከውጤቶች ወደ ግብአት የማሰራጨት ችሎታ ማለት ነው።

የነርቭ አውታረ መረብ ስልጠና

አሁን የነርቭ ኔትወርክን የማሰልጠን ጉዳይን በጥቂቱ በዝርዝር እንመልከት። ምንድን ነው? እና ይህ እንዴት ይሆናል?

የኔትወርክ ስልጠና ምንድን ነው?

ሰው ሰራሽ የነርቭ ኔትወርክ የሰው ሰራሽ የነርቭ ሴሎች ስብስብ ነው። አሁን ለምሳሌ 100 የነርቭ ሴሎችን እንውሰድ እና እርስ በእርሳቸው እናገናኛቸዋለን. በመግቢያው ላይ ምልክት ስናደርግ በውጤቱ ላይ ትርጉም የለሽ ነገር እንደምናገኝ ግልጽ ነው።

ይህ ማለት የግቤት ምልክቱ ወደምንፈልገው ውፅዓት እስኪቀየር ድረስ አንዳንድ የአውታረ መረብ መለኪያዎችን መለወጥ አለብን።

በነርቭ አውታረመረብ ውስጥ ምን መለወጥ እንችላለን?

የሰው ሰራሽ የነርቭ ሴሎችን አጠቃላይ ቁጥር መለወጥ ለሁለት ምክንያቶች ምንም ትርጉም አይሰጥም. በመጀመሪያ ፣ በአጠቃላይ የኮምፒዩተር አባላትን ቁጥር መጨመር ስርዓቱን የበለጠ ከባድ እና የበለጠ ከባድ ያደርገዋል። በሁለተኛ ደረጃ, ከ 100 ይልቅ 1000 ሞኞችን ብትሰበስብ, አሁንም ጥያቄውን በትክክል መመለስ አይችሉም.

መጨመሪያው አንድን በጥብቅ ስለሚያከናውን ሊለወጥ አይችልም። የተሰጠው ተግባር- ማጠፍ. በአንድ ነገር ከተተካው ወይም ሙሉ በሙሉ ካስወገድነው ከዚያ በኋላ በጭራሽ ሰው ሰራሽ የነርቭ ሴል አይሆንም።

የእያንዳንዱን የነርቭ ሴሎች የማግበር ተግባር ከቀየርን በጣም የተለያየ እና ከቁጥጥር ውጪ የሆነ የነርቭ አውታረ መረብ እናገኛለን። በተጨማሪም, በአብዛኛዎቹ ሁኔታዎች, በነርቭ ኔትወርኮች ውስጥ የነርቭ ሴሎች አንድ ዓይነት ናቸው. ያም ማለት ሁሉም ተመሳሳይ የማግበር ተግባር አላቸው.

አንድ አማራጭ ብቻ ነው የቀረው - የግንኙነት ክብደቶችን መለወጥ.

የነርቭ አውታረ መረብ ስልጠና (ስልጠና)- የግብአት ምልክት በኔትወርኩ ውስጥ ካለፉ በኋላ ወደምንፈልገው ውፅዓት የሚቀየርበትን የክብደት መለኪያዎችን ይፈልጉ።

ይህ "የነርቭ አውታር ስልጠና" ለሚለው ቃል አቀራረብ ከባዮሎጂካል ነርቭ አውታሮች ጋርም ይዛመዳል. አንጎላችን እርስ በርስ የተያያዙ እጅግ በጣም ብዙ የነርቭ መረቦችን ያካትታል. እያንዳንዳቸው ለየብቻ አንድ ዓይነት የነርቭ ሴሎችን ያቀፉ ናቸው (የማግበር ተግባሩ አንድ ነው). ሲናፕሶችን በመቀየር እንማራለን - የግብአት ምልክቱን የሚያጠናክሩ/የሚዳከሙ።

ሆኖም አንድ ተጨማሪ አለ አስፈላጊ ነጥብ. አንድ የግቤት ምልክት ብቻ በመጠቀም አውታረ መረብን ካሠለጠኑ አውታረ መረቡ በቀላሉ “ትክክለኛውን መልስ ያስታውሳል”። ከውጭ በፍጥነት "የተማረች" ይመስላል. እና ልክ ትንሽ የተሻሻለ ምልክት እንደሰጡ ትክክለኛውን መልስ ለማየት እየጠበቁ, አውታረ መረቡ የማይረባ ነገር ይፈጥራል.

እንዲያውም በአንድ ፎቶ ብቻ ፊትን የሚያውቅ ኔትወርክ ለምን ያስፈልገናል? አውታረ መረቡ እንዲችል እንጠብቃለን። አጠቃላይበሌሎች ፎቶግራፎች ላይ አንዳንድ ምልክቶች እና ፊቶችን ለይተው ያውቃሉ።

የተፈጠሩት ለዚሁ ዓላማ ነው የስልጠና ናሙናዎች.

የስልጠና ስብስብ (የስልጠና ስብስብ) - አውታረ መረቡ የሰለጠነበት የተወሰነ የግቤት ምልክቶች (አንዳንድ ጊዜ ከትክክለኛው የውጤት ምልክቶች ጋር)።

አውታረ መረቡ ከሰለጠነ በኋላ ማለትም አውታረ መረቡ ከስልጠናው ስብስብ ለሁሉም የግብአት ምልክቶች ትክክለኛ ውጤቶችን ሲያመጣ በተግባር ላይ ሊውል ይችላል።

ይሁን እንጂ አዲስ የተጋገረ የነርቭ ኔትወርክ ወደ ጦርነት ከመጀመሩ በፊት የሥራው ጥራት ብዙውን ጊዜ በሚባሉት ላይ ይገመገማል. የሙከራ ናሙና.

የሙከራ ናሙና (የሙከራ ስብስብ) - የአውታረ መረቡ ጥራት የሚገመገምበት የተወሰነ የግቤት ምልክቶች (አንዳንድ ጊዜ ከትክክለኛው የውጤት ምልክቶች ጋር)።

"የአውታር ስልጠና" ምን እንደሆነ ተረድተናል - ትክክለኛውን የክብደት ስብስብ መምረጥ. አሁን ጥያቄው ይነሳል - ኔትወርክን እንዴት ማሰልጠን ይችላሉ? በጥቅሉ ሲታይ፣ ወደ ተለያዩ ውጤቶች የሚመሩ ሁለት አቀራረቦች አሉ፡ ክትትል የሚደረግበት ትምህርት እና ክትትል የሚደረግበት ትምህርት።

የተደገፈ ስልጠና

የዚህ አካሄድ ዋናው ነገር ምልክትን እንደ ግብአት ማቅረብ፣ የአውታረ መረቡ ምላሽ መመልከት እና ከዚያ ከተዘጋጀ ትክክለኛ ምላሽ ጋር ማወዳደር ነው።

ጠቃሚ ነጥብ. ትክክለኛ መልሶችን ከሚታወቀው የመፍትሄ ስልተ ቀመር ጋር አያምታቱ! በፎቶው ላይ ፊቱን በጣትዎ (ትክክለኛ መልስ) መከታተል ይችላሉ, ነገር ግን እንዴት እንዳደረጉት (የታወቀ ስልተ ቀመር) መናገር አይችሉም. እዚህ ያለው ሁኔታ ተመሳሳይ ነው.

ከዚያ ልዩ ስልተ ቀመሮችን በመጠቀም የነርቭ አውታረ መረብ ግንኙነቶችን ክብደት ይለውጡ እና እንደገና የግቤት ምልክት ይስጡት። መልሱን ከትክክለኛው ጋር አወዳድረው እና አውታረ መረቡ ተቀባይነት ባለው ትክክለኛነት ምላሽ መስጠት እስኪጀምር ድረስ ይህን ሂደት ይድገሙት (በምዕራፍ 1 ላይ እንደተናገርኩት አውታረ መረቡ የማያሻማ ትክክለኛ መልስ ሊሰጥ አይችልም)።

የተደገፈ ስልጠና (ክትትል የሚደረግበት ትምህርት) የኔትወርክ ምላሾች ከተዘጋጁት ትክክለኛ መልሶች በትንሹ እንዲለያዩ ክብደቶቹ የሚቀየሩበት የኔትወርክ ስልጠና አይነት ነው።

ትክክለኛ መልሶችን ከየት ማግኘት እችላለሁ?

አውታረ መረቡ ፊቶችን እንዲያውቅ ከፈለግን የ1000 ፎቶዎችን (የግቤት ምልክቶችን) የሥልጠና ስብስብ መፍጠር እና ከሱ ፊቶችን በግል መምረጥ እንችላለን (ትክክለኛ መልሶች)።

አውታረ መረቡ የዋጋ ጭማሪ/መቀነስ እንዲተነብይ ከፈለግን የሥልጠና ናሙናው ያለፈውን መረጃ መሠረት በማድረግ መሠራት አለበት። እንደ የግቤት ምልክቶች መውሰድ ይችላሉ። የተወሰኑ ቀናት, አጠቃላይ ሁኔታገበያ እና ሌሎች መለኪያዎች. እና ትክክለኛው መልሶች በእነዚያ ቀናት የዋጋ መጨመር እና መውደቅ ናቸው።

መምህሩ በእርግጥ ሰው እንዳልሆነ ልብ ሊባል ይገባል. እውነታው ግን አንዳንድ ጊዜ ኔትወርክ በሺዎች እና በአስር ሺዎች የሚቆጠሩ ሙከራዎችን በማድረግ ለሰዓታት እና ለቀናት ስልጠና መስጠት አለበት. በ 99% ከሚሆኑት ጉዳዮች, ይህ ሚና የሚከናወነው በኮምፒዩተር, ወይም በበለጠ በትክክል, በልዩ የኮምፒተር ፕሮግራም ነው.

ቁጥጥር የማይደረግበት ትምህርት

ክትትል የማይደረግበት ትምህርት ጥቅም ላይ የሚውለው ለግቤት ምልክቶች ትክክለኛ መልስ ሲኖረን ነው። በዚህ ሁኔታ, የስልጠናው ስብስብ በሙሉ የግብአት ምልክቶችን ያካትታል.

ኔትወርኩ በዚህ መንገድ ሲሰለጥን ምን ይሆናል? በእንደዚህ ዓይነት "ስልጠና" አውታረ መረቡ ለመግቢያው የሚቀርቡትን የምልክት ክፍሎችን መለየት ይጀምራል. በአጭሩ አውታረ መረቡ መሰባሰብ ይጀምራል።

ለምሳሌ፣ ለአውታረ መረቡ ከረሜላ፣ መጋገሪያዎች እና ኬኮች እያሳዩ ነው። የኔትወርኩን አሠራር በምንም መንገድ አይቆጣጠሩም። በቀላሉ ስለዚህ ነገር መረጃን ወደ ግብዓቶቹ ይመገባሉ። ከጊዜ በኋላ አውታረ መረቡ በመግቢያው ላይ ላሉት ነገሮች ተጠያቂ የሆኑትን ሶስት ዓይነት ምልክቶችን ማምረት ይጀምራል.

ቁጥጥር የማይደረግበት ትምህርት (ቁጥጥር የማይደረግበት ትምህርት) ኔትወርኩ በራሱ የግቤት ምልክቶችን የሚከፋፍልበት የኔትወርክ ስልጠና አይነት ነው። ትክክለኛው (ማጣቀሻ) የውጤት ምልክቶች አይታዩም.

መደምደሚያዎች

በዚህ ምእራፍ ውስጥ ስለ ሰው ሰራሽ ነርቭ መዋቅር ሁሉንም ነገር ተምረሃል, እንዲሁም እንዴት እንደሚሰራ (እና የሒሳብ ሞዴሉን) በሚገባ ተረድተሃል.

በተጨማሪም ፣ አሁን ያውቃሉ የተለያዩ ዓይነቶችአርቲፊሻል ነርቭ ኔትወርኮች፡- ነጠላ-ንብርብር፣ ባለብዙ-ንብርብር፣ እንዲሁም መጋቢ አውታረ መረቦች እና አውታረ መረቦች ከአስተያየት ጋር።

እንዲሁም ክትትል ስለሚደረግበት እና ክትትል ስለሌለው የአውታረ መረብ ትምህርት ተምረሃል።

አስቀድመው ያውቁታል አስፈላጊ ንድፈ ሐሳብ. የሚቀጥሉት ምዕራፎች የተወሰኑ የነርቭ ኔትወርኮች ዓይነቶችን፣ ለሥልጠናቸው የተወሰኑ ስልተ ቀመሮችን እና የፕሮግራም አወጣጥ ልምምድን ያካትታሉ።

ጥያቄዎች እና ተግባሮች

በዚህ ምእራፍ ውስጥ ያለውን ይዘት በሚገባ ማወቅ አለብህ, ምክንያቱም በውስጡ መሠረታዊ ነገሮችን ይዟል የንድፈ ሐሳብ መረጃበሰው ሰራሽ ነርቭ አውታሮች ላይ. ከታች ላሉት ጥያቄዎች እና ተግባሮች በሙሉ በራስ መተማመን እና ትክክለኛ መልሶች ማግኘትዎን ያረጋግጡ።

ከባዮሎጂካል ነርቭ አውታሮች ጋር ሲወዳደር የኤኤንኤን ቀለል ያሉ ነገሮችን ይግለጹ።

1. የባዮሎጂካል ነርቭ ኔትወርኮች ውስብስብ እና ውስብስብ መዋቅር ቀለል ያሉ እና በስዕላዊ መግለጫዎች የተወከሉ ናቸው. የምልክት ማቀናበሪያ ሞዴል ብቻ ይቀራል.

2. በነርቭ ኔትወርኮች ውስጥ የኤሌክትሪክ ምልክቶች ተፈጥሮ ተመሳሳይ ነው. ልዩነታቸው መጠናቸው ብቻ ነው። የኤሌክትሪክ ምልክቶችን እናስወግዳለን, እና በምትኩ የሚተላለፈውን ምልክት መጠን የሚያመለክቱ ቁጥሮችን እንጠቀማለን.

የማግበር ተግባር ብዙውን ጊዜ በ \(\ phi(net) \) ይገለጻል።

ሰው ሰራሽ የነርቭ ሴል የሂሳብ ሞዴል ይጻፉ።

\(n \) ግብዓቶች ያሉት ሰው ሰራሽ ነርቭ የግቤት ሲግናልን (ቁጥር) ወደ የውጤት ምልክት (ቁጥር) እንደሚከተለው ይቀይራል።

\[ out=\phi\ግራ(\sum\limits^n_(i=1)x_iw_i\ቀኝ) \]

በነጠላ-ንብርብር እና ባለብዙ-ንብርብር የነርቭ አውታረ መረቦች መካከል ያለው ልዩነት ምንድነው?

ነጠላ-ንብርብር የነርቭ ኔትወርኮች አንድ የስሌት ሽፋን የነርቭ ሴሎችን ያካትታል. የግቤት ንብርብር ምልክቶችን በቀጥታ ወደ የውጤት ንብርብር ይልካል, ይህም ምልክቱን ይለውጣል እና ወዲያውኑ ውጤቱን ያመጣል.

ባለብዙ ሽፋን የነርቭ ኔትወርኮች ከግብአት እና የውጤት ንብርብሮች በተጨማሪ የተደበቁ ንብርብሮች አሏቸው። እነዚህ የተደበቁ ንብርብሮች በፋብሪካ ውስጥ ከሚገኙ ምርቶች የማምረት ደረጃዎች ጋር ተመሳሳይነት ያላቸው አንዳንድ ውስጣዊ መካከለኛ ለውጦችን ያከናውናሉ.

በግብረመልስ አውታረ መረቦች እና በግብረመልስ አውታረ መረቦች መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?

Feedforward ኔትወርኮች ምልክቱ በአንድ አቅጣጫ ብቻ እንዲያልፍ ያስችለዋል - ከግብአት እስከ ውፅዓት። ግብረመልስ ያላቸው አውታረ መረቦች እነዚህ ገደቦች የሉትም, እና የነርቭ ሴሎች ውፅዓት ወደ ግብዓቶች መመለስ ይቻላል.

የሥልጠና ስብስብ ምንድነው? ትርጉሙ ምንድን ነው?

አውታረ መረቡን በተግባር ከመጠቀምዎ በፊት (ለምሳሌ ለመፍታት ወቅታዊ ተግባራት, ለዚህ መልስ የሉዎትም), አውታረ መረቡ ለማሰልጠን ዝግጁ በሆኑ መልሶች ላይ የችግሮች ስብስብ መሰብሰብ ያስፈልግዎታል. ይህ ስብስብ የስልጠና ስብስብ ተብሎ ይጠራል.

በጣም ትንሽ የግብአት እና የውጤት ምልክቶችን ከሰበሰቡ አውታረ መረቡ በቀላሉ መልሶቹን ያስታውሳል እና የመማር ግቡ አይሳካም።

የኔትወርክ ስልጠና ማለት ምን ማለት ነው?

የአውታረ መረብ ስልጠና የኔትወርክን ሰው ሰራሽ የነርቭ ሴሎች የክብደት መለኪያዎችን በመቀየር የግብአት ምልክቱን ወደ ትክክለኛው ውጤት የሚቀይር ጥምርን ለመምረጥ ሂደት ነው።

ክትትል የሚደረግበት እና የማይቆጣጠር ትምህርት ምንድን ነው?

ኔትወርክን ከመምህሩ ጋር ሲያሰለጥኑ ለግብዓቶቹ ምልክቶች ይሰጣሉ, ከዚያም ውጤቱ ቀደም ሲል ከታወቀ ትክክለኛ ውጤት ጋር ይነጻጸራል. አስፈላጊው የመልሶች ትክክለኛነት እስኪሳካ ድረስ ይህ ሂደት ይደገማል.

ኔትወርኮች የግቤት ምልክቶችን ብቻ የሚያቀርቡ ከሆነ፣ ከተዘጋጁ ውጤቶች ጋር ሳነፃፅር፣ አውታረ መረቡ በተናጥል እነዚህን የግቤት ምልክቶች መመደብ ይጀምራል። በሌላ አነጋገር የግብአት ምልክቶችን ስብስብ ያከናውናል. ይህ ዓይነቱ ትምህርት ቁጥጥር የሌለበት ትምህርት ይባላል።

የነርቭ ሴል የነርቭ አውታረ መረብ ዋና አካል ነው። በስእል. 1 2 አወቃቀሩን ያሳያል እሱ ሶስት ዓይነት አካላትን ያቀፈ ነው-ማባዣዎች (ሲናፕስ) ፣ መጨመሪያ እና የመስመር ላይ ያልሆነ መቀየሪያ። ሲናፕሶች በነርቭ ሴሎች መካከል ይገናኛሉ እና የግቤት ምልክቱን የግንኙነቱን ጥንካሬ በሚገልጽ ቁጥር ያባዛሉ (የሲናፕስ ክብደት)። ተጨማሪው ከሌሎች የነርቭ ሴሎች እና የውጭ ግቤት ምልክቶች በሲናፕቲክ ግንኙነቶች የሚመጡ ምልክቶችን ይጨምራል። ቀጥተኛ ያልሆነ መቀየሪያ የአንድ ነጋሪ እሴት - የመደመር ውጤትን ተግባራዊ ያደርጋል. ይህ ተግባር የማግበር ተግባር ወይም ይባላል የማስተላለፊያ ተግባር

ሩዝ. 1.2 ሰው ሰራሽ የነርቭ ሴል አወቃቀር

ነርቭ. የነርቭ ሴል በአጠቃላይ የቬክተር ክርክር ስካላር ተግባርን ተግባራዊ ያደርጋል። የነርቭ ሴሎች የሂሳብ ሞዴል;

የሲናፕስ ክብደት የት አለ, አድልዎ እሴት ነው, s የማጠቃለያ ውጤት ነው (ድምር); x የግቤት ቬክተር (የግብአት ምልክት) አካል ነው, የነርቭ ሴል የውጤት ምልክት; - የነርቭ ግቤቶች ብዛት; - ቀጥተኛ ያልሆነ ለውጥ (የማግበር ተግባር).

በአጠቃላይ የግቤት ምልክቱ፣ክብደቶች እና ማካካሻዎች ሊወስዱ ይችላሉ። እውነተኛ እሴቶች፣ እና በብዙ ተግባራዊ ችግሮች- አንዳንድ ቋሚ እሴቶች ብቻ። ውጤቱ የሚወሰነው በማንቃት ተግባር አይነት ነው እና እውነተኛ ወይም ኢንቲጀር ሊሆን ይችላል።

ከአዎንታዊ ክብደቶች ጋር ሲናፕቲክ ግንኙነቶች አበረታች ይባላሉ, እና አሉታዊ ክብደት ያላቸው ሰዎች እገዳዎች ይባላሉ.

የተገለጸው ስሌት አካል እንደ ቀላል ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል። የሂሳብ ሞዴልባዮሎጂካል የነርቭ ሴሎች. በባዮሎጂካል እና በአርቴፊሻል ነርቮች መካከል ያለውን ልዩነት ለማጉላት, የኋለኛው አንዳንድ ጊዜ እንደ ኒውሮን-መሰል ንጥረ ነገሮች ወይም መደበኛ ነርቮች ይባላሉ.

ያልተለመደው መቀየሪያ ለግቤት ሲግናል ከውጤት ምልክት ጋር ምላሽ ይሰጣል, ይህም ውጤቱ ነው

የነርቭ ሴሎች የማግበር ተግባራት ምሳሌዎች በሰንጠረዥ ውስጥ ቀርበዋል. 1.1 እና በስእል. 1.3

ሠንጠረዥ 1.1 (ስካን ይመልከቱ) የነርቭ ማግበር ተግባራት

በጣም ከተለመዱት አንዱ የመስመር ላይ ያልሆነ የማግበር ተግባር ከሙሌት ጋር፣ ሎጅስቲክ ተግባር ወይም ሲግሞይድ (S-shaped function) ተብሎ የሚጠራው ተግባር ነው።

እየቀነሰ ሲሄድ, ሲግሞይድ ጠፍጣፋ ይሆናል, እና በገደቡ ውስጥ, ወደ ውስጥ ይቀንሳል አግድም መስመርበ 0.5 ደረጃ ፣ ሲግሞይድ ሲጨምር ወደ ተግባሩ ቅርፅ ቀርቧል

ሩዝ. 1.3 የማግበሪያ ተግባራት ምሳሌዎች ሀ - ነጠላ ዝላይ ተግባር፣ ለ - መስመራዊ ገደብ (hysteresis)፣ ሐ - ሲግሞይድ (ሎጂስቲክስ ተግባር)፣ መ - ሲግሞይድ (ሃይፐርቦሊክ ታንጀንት)

ነጠላ ዝላይ ከመግቢያው ጋር ከሲግሞይድ አገላለጽ ለመረዳት እንደሚቻለው የነርቭ ሴል የውጤት ዋጋ በአንደኛው ክልል ውስጥ እንደሚገኝ ግልጽ ነው። ጠቃሚ ንብረቶች sigmoidal ተግባር - የመነጩ ቀላል አገላለጽ, አተገባበሩ በኋላ ላይ ይብራራል

በአንዳንድ የመማሪያ ስልተ ቀመሮች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለው የሲግሞይድ ተግባር በጠቅላላው የ x-ዘንግ ላይ ልዩነት እንዳለው ልብ ሊባል ይገባል ። በተጨማሪም ፣ ከትላልቅ ምልክቶች ይልቅ ደካማ ምልክቶችን የማጉላት ባህሪ ስላለው እና ከትላልቅ ምልክቶች ሙሌትን ይከላከላል ፣ ሲግሞይድ ጥልቀት የሌለው ዝንባሌ ካለው የክርክር ክልሎች ጋር ይዛመዳል

የነርቭ አውታረ መረቦች

በ1980ዎቹ አጋማሽ ላይ። ብዙ ተመራማሪዎች አርቴፊሻል ኢንተለጀንስ ሲስተሞች እራሳቸውን የመማር ችሎታቸው ደካማ በመሆኑ በገንቢው ያልታሰበ ሁኔታ ሲያጋጥማቸው የስህተት መልእክት እንደሚያመነጩ ወይም ሙሉ በሙሉ የተሳሳተ ውጤት እንደሚሰጡ አስተውለዋል። እንደነዚህ ያሉትን ችግሮች ለማስወገድ ሰው ሰራሽ የነርቭ መረቦችን ለመጠቀም ቀርቧል.

ሰው ሰራሽ ነርቭ ኔትወርኮች ማለት ባዮሎጂያዊ ሂደቶችን የሚመስሉ ስሌቶች አወቃቀሮች ናቸው፣ አብዛኛውን ጊዜ ከሚከሰቱ ሂደቶች ጋር የተያያዙ ናቸው። የሰው አንጎል. ኤን.ኤን.ኤስ አወንታዊ እና አሉታዊ ተፅእኖዎችን በመተንተን ትምህርትን ማስተካከል የሚችሉ ትይዩ ስርዓቶች ተሰራጭተዋል። በነዚህ ኔትወርኮች ውስጥ ያለው የአንደኛ ደረጃ መቀየሪያ ሰው ሰራሽ ነርቭ ነው፣ ስለዚህም በሥነ ህይወታዊ ፕሮቶታይፕ በአናሎግ ተሰይሟል።

የነርቭ ሥርዓትእና የሰው አንጎል የኤሌክትሪክ ግፊቶችን ማስተላለፍ በሚችሉ የነርቭ ክሮች እርስ በርስ የተያያዙ የነርቭ ሴሎች አሉት. ከስሜት ሕዋሳት (ቆዳ, ጆሮዎች, አይኖች) ወደ አንጎል, ድርጊቶችን ማሰብ እና መቆጣጠር ምልክቶችን የማየት እና የማስተላለፍ ሂደቶች - ይህ ሁሉ በነርቭ ሴሎች መካከል የኤሌክትሪክ ግፊቶችን በመለዋወጥ በሕያው አካል ውስጥ ይተገበራል. የነርቭ ሴል ወይም የነርቭ ሴል ልዩ ነው ባዮሎጂካል ሕዋስ(ምስል 5.7).

ሩዝ. 5.7. የባዮሎጂካል ነርቭ ቀለል ያለ መዋቅር

አንድ አካል ወይም ሶማ, እንዲሁም ሂደቶችን ያካትታል የነርቭ ክሮችሁለት ዓይነቶች፡ ግፊቶችን የሚቀበሉ dendrites፣ እና አንድ ነጠላ አክሰን የነርቭ ኅዋሱ ግፊትን ያስተላልፋል። የነርቭ አካል ኒውክሊየስ እና ፕላዝማን ያጠቃልላል. ነርቭ ከሌሎች የነርቭ ሴሎች መጥረቢያ ምልክቶችን (ግፊቶችን) በdendrites (receivers) ይቀበላል እና በሴል አካሉ የሚመነጩ ምልክቶችን በአክሶን (አስተላላፊው) በኩል ያስተላልፋል ፣ ይህም በመጨረሻው ወደ ፋይበር ቅርንጫፎች ይከፋፈላል ። በእነዚህ ቃጫዎች መጨረሻ ላይ ይገኛሉ ልዩ ትምህርት- የግፊቶች ስፋት ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩ ሲናፕሶች።

ሲናፕስ በሁለት የነርቭ ሴሎች (የአንዱ ነርቭ ፋይበር እና የሌላኛው ዴንድራይት) መካከል ያለ የመጀመሪያ ደረጃ መዋቅር እና ተግባራዊ አሃድ ነው። በሚመጣው ግፊት ተጽእኖ ስር, ሲናፕስ ይለቀቃል የኬሚካል ንጥረነገሮችየነርቭ አስተላላፊዎች ተብለው ይጠራሉ. የነርቭ አስተላላፊዎች በሲናፕቲክ ስንጥቅ ላይ ይሰራጫሉ፣ የሚያነቃቁ ወይም የሚከለክሉ፣ እንደ ሲናፕስ አይነት፣ ተቀባዩ ነርቭ የኤሌክትሪክ ግፊቶችን የማመንጨት ችሎታ። በሲናፕስ የመተላለፊያ ቅልጥፍና በእሱ ውስጥ በሚያልፉ ምልክቶች ሊስተካከል ይችላል, ስለዚህም ሲናፕሶች በሚሳተፉባቸው ሂደቶች እንቅስቃሴ ላይ በመመስረት ይማራሉ. ይህ በጀርባ ታሪክ ላይ ያለው ጥገኛ እንደ ማህደረ ትውስታ ሆኖ ያገለግላል. የሲናፕስ ክብደት በጊዜ ሂደት ሊለዋወጥ እንደሚችል ልብ ሊባል የሚገባው ነው, ይህም ማለት ተዛማጅ የነርቭ ሴሎች ባህሪም ይለወጣል.



በሌላ አነጋገር እያንዳንዱ የነርቭ ሴል ተለይቶ ይታወቃል ውስጣዊ ሁኔታእና የመቀስቀስ ገደብ, እና የእሱ ግብዓቶች ወደ ማነቃቂያ እና መከልከል ይከፋፈላሉ. በአስደሳች ግቤት ላይ የተቀበለው ምልክት የነርቭ እንቅስቃሴን መጠን ይጨምራል, እና በእገዳው ግቤት ላይ, በተቃራኒው ይቀንሳል. በመቀስቀስ እና በእገዳው ግብዓቶች ላይ ያሉት የምልክቶች ድምር ከአስደሳችነት ገደብ በላይ ከሆነ፣ የነርቭ ሴል ከእሱ ጋር በተገናኙት ሌሎች የነርቭ ሴሎች ግብአቶች ላይ የሚመጣውን የውጤት ምልክት ያመነጫል ፣ ማለትም። ተነሳሽነት (ምልክት) በነርቭ አውታረመረብ በኩል ይሰራጫል።

የሰው ሴሬብራል ኮርቴክስ 10 11 የነርቭ ሴሎችን ይይዛል እና ከ2-3 ሚሜ ውፍረት ያለው እና 2200 ሴ.ሜ 2 አካባቢ ያለው የተዘረጋ ወለል ነው። እያንዳንዱ ነርቭ ከ 10 3 -10 4 ሌሎች የነርቭ ሴሎች ጋር የተገናኘ ነው. ስለዚህ የሰው አንጎል በአጠቃላይ በግምት ከ10 14 እስከ 10 15 የሚደርሱ ግንኙነቶችን ይይዛል።

ኒዩሮኖች ይነጋገራሉ ባጭር ጊዜ በሚሊሰከንዶች የሚቆዩ ግፊቶች። መልእክቱ የሚተላለፈው የልብ ምት ድግግሞሽ ሞጁልን በመጠቀም ነው። ድግግሞሹ ከጥቂት አሃዶች እስከ በመቶዎች የሚቆጠሩ ኸርትዝ ሊለያይ ይችላል፣ ይህም በከፍተኛ ፍጥነት ካለው ሚሊዮን እጥፍ ያነሰ ነው። የኤሌክትሮኒክስ ወረዳዎች. ይሁን እንጂ አንድ ሰው ውስብስብ የማወቂያ ችግሮችን በጥቂት መቶ ሚሊሰከንዶች ውስጥ ይፈታል, ይህም ለአብዛኞቹ ዘመናዊ ኮምፒተሮች የማይቻል ነው. የውሳኔ አሰጣጡ ሂደት የሚቆጣጠረው አንድ ቀዶ ጥገና ለመጨረስ ጥቂት ሚሊሰከንዶችን በሚወስድ የነርቭ ሴሎች ኔትወርክ ነው። ብቸኛው ማብራሪያእንዲህ ዓይነቱ ክስተት እንዲህ ዓይነቱን ችግር ለመፍታት ግምት ሆነ ውስብስብ ተግባራትአንጎሉ ትይዩ ፕሮግራሞችን "ያካሂዳል", እያንዳንዳቸው 100 እርምጃዎችን ይይዛሉ. ክስተቱ "ግዙፍ ትይዩ" ይባላል. በዚህ አቀራረብ ላይ በመመርኮዝ ከአንድ የነርቭ ሴል ወደ ሌላ የተላከው የመረጃ መጠን በጣም ትንሽ (ጥቂት ቢት) መሆን አለበት. ከዚህ በመነሳት የመረጃው ዋናው ክፍል በቀጥታ አይተላለፍም, ነገር ግን በነርቭ ሴሎች መካከል ባለው ግንኙነት ተይዞ ይሰራጫል.

ሰው ሰራሽ ነርቭ (ከዚህ በኋላ በቀላሉ እንደ ነርቭ ይባላል) ሀ ሰው ሰራሽ መዋቅር, የባዮሎጂካል ነርቭ ባህሪያትን የሚመስለው. በጣም ቀላል እና አጠቃላይ ከሆኑ የነርቭ ሴል ሞዴሎች አንዱ በምስል ውስጥ የቀረበው የማኩሎክ-ፒትስ ሞዴል ተብሎ የሚጠራው ነው። 5.8.

ሩዝ. 5.8. የማኩሎክ-ፒትስ የነርቭ ሞዴል

በሂሳብ, የነርቭ ሞዴል እንደሚከተለው ሊጻፍ ይችላል.

, (5.8)

የት x ji- በነርቭ ግቤት ውስጥ የምልክት ስብስብ ፣

ወ i j- የግቤት ምልክቶች የክብደት ስብስብ ፣

s i- የነርቭ ሁኔታ አጠቃላይ ምልክት ወይም ተግባር;

ረ- ተግባር የነርቭ ሴል ማግበር,

y i- የነርቭ ውፅዓት ምልክት;

ኤን- የነርቭ ግቤቶች ብዛት.

ከመጀመሪያዎቹ ሰው ሰራሽ ነርቭ አውታሮች አንዱ Rosenblatt perceptron ተብሎ የሚጠራው ነው.< лат. perceptio получение, собирание]. Персептроном называют однослойную нейронную сеть, состоящую из нейронов с пороговой функцией активации .

በነርቭ አውታረመረብ ንድፈ ሐሳብ ውስጥ የማግበር ተግባር ጽንሰ-ሐሳብ መሠረታዊ ነው. የማግበር ተግባር ረየነርቭ ሴሎችን ስብስብ ምላሽ ይወስናል የውጭ ተጽእኖዎች, አሁን ባለው ሁኔታ እንደ የውጤት ምልክት መጠን ይገለጻል.

በአሁኑ ጊዜ በነርቭ አውታረመረብ ውስጥ ሞዴል በሚሠራበት ጊዜ የተለያዩ የማግበር ተግባራት ጥቅም ላይ ይውላሉ ፣ በዋነኝነት በአይነቱ ይለያያሉ። ጊዜያዊ ምላሽ. በጣም የተለመዱት የማግበር ተግባራት በሠንጠረዥ ውስጥ ተሰጥተዋል. 5.1.

ኒውሮ ኮምፒውተሮች -ኮምፒውተር 6 ኛ ትውልድ ስርዓቶች, ድመት. ብዙ ቁጥር ያላቸው ትይዩ የሚሰሩ ቀላል የስሌት አካላት (ኒውሮኖች) ናቸው። ንጥረ ነገሮቹ እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው, የነርቭ አውታረ መረብ ይመሰርታሉ. ተመሳሳይ የሆኑ ስሌቶችን ያከናውናሉ. ድርጊቶች እና የውጭ ቁጥጥር አያስፈልጋቸውም. ትልቅ ቁጥርትይዩ የማስላት ኃይል ከፍተኛ አፈፃፀም ይሰጣል.

በአሁኑ ግዜ በአሁኑ ጊዜ በአብዛኛዎቹ በኢንዱስትሪ በበለጸጉ አገሮች ውስጥ የኒውሮ ኮምፒዩተሮች እድገት በመካሄድ ላይ ነው.

የነርቭ ኮምፒዩተሮች በከፍተኛ ብቃት ችግሮችን ለመፍታት ያስችላሉ ሙሉ መስመርየአእምሮ ስራዎች. እነዚህ ተግባራት ናቸው፡-

    ስርዓተ-ጥለት ማወቂያ

    የሚለምደዉ ቁጥጥር

    ትንበያ

    ምርመራዎች, ወዘተ.

ኒውሮ ኮምፒውተሮች ከቀድሞዎቹ ትውልዶች ኮምፒውተሮች የሚለያዩት በትልቁ ችሎታቸው ብቻ አይደለም። ማሽኑን የምንጠቀምበት መንገድ በመሠረቱ እየተለወጠ ነው. ፕሮግራሚንግ በመማር ይተካል፤ ነርቭ ኮምፒዩተሩ ችግሮችን ለመፍታት ይማራል።

ትምህርት- የግንኙነቶች ክብደቶች ማስተካከያ, በዚህም ምክንያት እያንዳንዱ የግቤት ድርጊት ወደ ተመጣጣኝ የውጤት ምልክት እንዲፈጠር ያደርጋል. ከሰለጠነ በኋላ ኔትወርኩ የተማሩትን ክህሎቶች በአዲስ የግብዓት ምልክቶች ላይ ሊተገበር ይችላል። ከፕሮግራም ወደ ትምህርት በሚሸጋገርበት ጊዜ የአእምሮ ችግሮችን የመፍታት ቅልጥፍና ይጨምራል።

    ኒውሮኮምፕዩተር ሲናፕስ (ሲመንስ);

    Neuro-r "Silicon Brain" (ዩኤስኤ, "ኤሌክትሮኒካዊ አንጎል" ለኤሮስፔስ ምስል ማቀነባበሪያ).

    የስነጥበብ ጽንሰ-ሐሳብ. ነርቭ. መደበኛ የነርቭ. መዋቅር. የነርቭ ሴል የሂሳብ ሞዴል. የአሠራር መርህ.

ሰው ሰራሽ ነርቭ (የሂሳብ ነርቭማኩሎክ - ፒትስ, መደበኛ ነርቭ) - የሰው ሰራሽ ነርቭ አውታር መስቀለኛ መንገድ, እሱም ቀለል ያለ የተፈጥሮ ነርቭ ሞዴል ነው. በሂሳብ ፣ ሰው ሰራሽ የነርቭ ሴል ብዙውን ጊዜ እንደ አንድ ነጠላ ክርክር አንዳንድ መደበኛ ያልሆኑ ተግባራት ይወከላል - የሁሉም የግብዓት ምልክቶች መስመራዊ ጥምረት። ይህ ተግባር ይባላል ተግባር ማንቃትወይም ተግባር እንቅስቃሴ, መተላለፍ ተግባር. የውጤቱ ውጤት ወደ አንድ ውፅዓት ይላካል. እንደነዚህ ያሉት አርቲፊሻል ነርቮች ወደ አውታረ መረቦች የተዋሃዱ ናቸው - የአንዳንድ የነርቭ ሴሎች ውጤቶችን ከሌሎች ግቤቶች ጋር ያገናኛሉ. ሰው ሰራሽ ነርቮች እና ኔትወርኮች የአንድ ተስማሚ የነርቭ ኮምፒውተር ዋና ዋና ነገሮች ናቸው።

መደበኛ ነርቭ - በነርቭ አውታረ መረቦች ውስጥ - የሂደት አካል ፣ የግብዓት መረጃን የሚቀበል እና እንደዚያው የሚቀይረው ዳታ ቀያሪ። ከተሰጠው ተግባር እና መለኪያዎች ጋር. ቅፅ የነርቭ ሴል በተወሰነ ጊዜ ውስጥ ይሠራል .

ሰው ሰራሽ የነርቭ ዑደት

1. ኒውሮንስ፣ የውጤት ሲግናሎች ለተሰጠው ግብአት የሚቀርቡት 2. የግብአት ምልክቶችን መጨመሪያ 3. የማስተላለፊያ ተግባር ካልኩሌተር 4. ነርቮች፣ የግብአት ሲግናሎች ከተሰጠው የውጤት ምልክት ጋር የሚቀርቡ ናቸው 5. .- ክብደትየግቤት ምልክቶች

በሂሳብ, የነርቭ ሴል የሚወከለው በ ክብደት ያለው መጨመሪያ ነው፣ ብቸኛው ውፅዓት የሚወሰነው በግብዓቶቹ እና በክብደት ማትሪክስ እንደሚከተለው ነው።

የት

እዚህ እርስዎ በቅደም ተከተል በኒውሮን ግብዓቶች ላይ ያሉ ምልክቶች እና የግብዓቶቹ ክብደት, ተግባር u ይባላል አካባቢያዊ መስክ እና f (u) የማስተላለፍ ተግባር ነው. በነርቭ ግቤቶች ላይ ሊሆኑ የሚችሉ የምልክት እሴቶች በጊዜ መካከል እንደተሰጡ ይቆጠራሉ። እነሱ የተለየ (0 ወይም 1) ወይም አናሎግ ሊሆኑ ይችላሉ። ከእሱ ጋር የሚዛመዱ ተጨማሪ ግብዓቶች ጥቅም ላይ ይውላሉ ማስጀመርነርቭ. አጀማመር ስንል በአግድመት ዘንግ ላይ የነርቭ ሴል የማግበር ተግባር ለውጥ ማለት ነው ፣ ይህ ማለት የነርቭ ሴሎች የስሜታዊነት ደረጃ መፈጠር ማለት ነው። በተጨማሪም፣ አንዳንድ ጊዜ ፈረቃ ተብሎ የሚጠራ የተወሰነ የዘፈቀደ እሴት በልዩ የነርቭ ሴል ውጤት ላይ ይታከላል። ሽግግሩ እንደ ተጨማሪ ፣ ሁል ጊዜ የተጫነ ፣ ሲናፕስ ላይ እንደ ምልክት ተደርጎ ሊወሰድ ይችላል።

    የነርቭ ሴል የማግበር ተግባር. የተግባር ዓይነቶች.

የነርቭ ማግበር ተግባርበነርቭ የተካሄደውን ያልተለመደ ለውጥ ይገልጻል.

ብዙ አይነት የማግበር ተግባራት አሉ ነገርግን በጣም የተለመዱት የሚከተሉት አራት ናቸው።

1. ገደብተግባር. በስእል. 7.2፣ ሀየእሱ መርሐግብር ይታያል.

. (7.5)

የመጀመሪያው የማግበር ተግባር በ McCulloch እና Pitts ስራ ውስጥ ተገልጿል. ለዚህ ክብር ሲባል የመነሻ ማግበር ተግባር ያለው የነርቭ ሴል ሞዴል የማኩሎክ-ፒትስ ሞዴል ይባላል.

2. ቁራጭ መስመርተግባር. በስእል ውስጥ ይታያል. 7.2፣ ለእና በሚከተለው ግንኙነት ይገለጻል፡

. (7.6)

ውስጥ በዚህ ጉዳይ ላይ ሀ=1, እና የመስመራዊው ክፍል ተዳፋት መጠን አንድነት እንዲሆን የተመረጠ ነው, እና አጠቃላይ ተግባሩ እንደ ቀጥተኛ ያልሆነ ማጉያ መጠጋጋት ሊተረጎም ይችላል. ከመስመር ክፍሉ ወሰን በሌለው ትልቅ ተዳፋት ኮፊሸን አማካኝነት ተግባሩ ወደ ጣራው ደረጃ ይሸጋገራል።

አብዛኛዎቹ አርቲፊሻል ነርቭ ኔትወርኮች ነርቭ ሴሎችን በመስመር የማግበር ተግባር ይጠቀማሉ፣ ይህም ልዩ ሁኔታ (7.6) ያልተገደበ የመስመር ክልል ነው።

ሩዝ. 7.2. የማግበሪያ ተግባራት ዓይነቶች ሀ), መ) ገደብ; ለ) መስመራዊ; ሐ) ሲግሞይድ; ሠ) ታንጀንቲያል; ረ) ራዲያል-መሰረት የማግበር ተግባራት

    ሰው ሰራሽ የነርቭ አውታረ መረብ ጽንሰ-ሀሳብ።

ሰው ሰራሽ የነርቭ አውታር(ANN) በባዮሎጂካል የነርቭ ኔትወርኮች አደረጃጀት እና አሠራር መርህ ላይ የተገነባው የሶፍትዌር ወይም የሃርድዌር አተገባበር የሂሳብ ሞዴል ነው - የሕያው አካል የነርቭ ሴሎች አውታረ መረቦች። ይህ ጽንሰ-ሐሳብ የተነሳው በአንጎል ውስጥ የሚከሰቱትን ሂደቶች በማጥናት እና እነዚህን ሂደቶች ለመቅረጽ በሚሞክርበት ጊዜ ነው. የመጀመሪያው እንዲህ ዓይነቱ ሙከራ የ W. McCulloch እና W. Pitts የነርቭ አውታረ መረቦች ነበሩ. የመማሪያ ስልተ ቀመሮችን ከዳበረ በኋላ የተገኙት ሞዴሎች በ ውስጥ ጥቅም ላይ መዋል ጀመሩ ተግባራዊ ዓላማዎች: በመተንበይ ችግሮች ውስጥ, ለቅጥ ማወቂያ, በቁጥጥር ችግሮች, ወዘተ.

ኤኤንኤን የተገናኙ እና የሚገናኙ ቀላል ፕሮሰሰር (ሰው ሰራሽ የነርቭ ሴሎች) ስርዓት ናቸው። እነዚህ ማቀነባበሪያዎች ብዙውን ጊዜ ቀላል ናቸው (በተለይ በግል ኮምፒተሮች ውስጥ ከሚጠቀሙት ፕሮሰሰሮች ጋር ሲወዳደር)። በእንደዚህ አይነት አውታረመረብ ውስጥ ያለ እያንዳንዱ ፕሮሰሰር የሚሰራው በየጊዜው የሚያገኛቸውን ምልክቶች እና አልፎ አልፎ ወደ ሌሎች ፕሮሰሰር የሚልካቸውን ምልክቶች ብቻ ነው። ሆኖም ግን፣ ቁጥጥር ካለው መስተጋብር በበቂ ሁኔታ ትልቅ አውታረመረብ ውስጥ ሲገናኙ እንደዚህ ያሉ ቀላል ፕሮሰሰሮች አንድ ላይ ሆነው በጣም ውስብስብ ተግባራትን ማከናወን ይችላሉ።

ከማሽን መማሪያ አንፃር የነርቭ ኔትወርክ ልዩ ሁኔታ የስርዓተ-ጥለት ማወቂያ ዘዴዎች, አድሎአዊ ትንተና, ክላስተር ዘዴዎች, ወዘተ. ከሂሳብ እይታ አንጻር የነርቭ ኔትወርኮችን ማሰልጠን ባለብዙ-መለኪያ ያልሆነ የመስመር ላይ የማመቻቸት ችግር ነው. ከሳይበርኔቲክስ እይታ አንጻር የነርቭ ኔትወርክ በተለዋዋጭ ቁጥጥር ችግሮች እና እንደ ሮቦቲክስ ስልተ ቀመሮች ጥቅም ላይ ይውላል። ከኮምፒውቲንግ ቴክኖሎጂ እና ፕሮግራሚንግ እድገት አንፃር የነርቭ ኔትወርክ ውጤታማ የትይዩነት ችግርን ለመፍታት መንገድ ነው። እና ከአርቴፊሻል ኢንተለጀንስ እይታ አንፃር ፣ ኤኤንኤን የግንኙነት ፍልስፍናዊ እንቅስቃሴ መሠረት እና የኮምፒተር ስልተ ቀመሮችን በመጠቀም (ሞዴሊንግ) የተፈጥሮ መረጃን የመገንባት እድልን ለማጥናት በመዋቅራዊ አቀራረብ ውስጥ ዋና አቅጣጫ ነው።

የነርቭ ኔትወርኮች በተለመደው የቃሉ ስሜት በፕሮግራም ሊዘጋጁ አይችሉም, እነሱ እየሰለጠኑ ነው።. የመማር ችሎታ ከባህላዊ ስልተ ቀመሮች ይልቅ የነርቭ ኔትወርኮች ዋነኛ ጥቅሞች አንዱ ነው. በቴክኒክ ፣ መማር በነርቭ ሴሎች መካከል ያለውን የግንኙነት ቅንጅቶችን መፈለግን ያካትታል። በስልጠናው ሂደት ውስጥ የነርቭ አውታረመረብ በግብአት መረጃ እና በውጤት መረጃ መካከል ያሉ ውስብስብ ጥገኝነቶችን መለየት ይችላል, እንዲሁም አጠቃላይነትን ያከናውናል. ይህ ማለት ስልጠናው ከተሳካ አውታረ መረቡ በስልጠናው ስብስብ ውስጥ በጠፋው መረጃ እንዲሁም ያልተሟላ እና/ወይም “ጫጫታ”፣ ከፊል የተዛባ መረጃን መሰረት በማድረግ ትክክለኛውን ውጤት መመለስ ይችላል።

ቀላል የነርቭ አውታረ መረብ እቅድ። አረንጓዴ የቀለም ስያሜ ግቤትየነርቭ ሴሎች, ግብ. ተደብቋልየነርቭ ሴሎች, ቢጫ - የስራ ዕረፍትነርቭ.

    የነርቭ አውታረ መረቦች መሰረታዊ ባህሪያት.

አንዳንድ የነርቭ አውታረ መረቦች ባህሪያት.

1. ስልጠና

ሰው ሰራሽ የነርቭ ኔትወርኮች እንደ ውጫዊው ሁኔታ ባህሪያቸውን ሊለውጡ ይችላሉ. ይህ ምክንያት, ከማንኛውም ሌላ, ለሚነሱት ፍላጎት ተጠያቂ ነው. የግቤት ምልክቶች ከቀረቡ በኋላ (ምናልባትም ከሚያስፈልጉት ውጤቶች ጋር) አስፈላጊውን ምላሽ ለመስጠት እራሳቸውን ያስተካክላሉ. ብዙ የመማሪያ ስልተ ቀመሮች ተዘጋጅተዋል, እያንዳንዳቸው የራሳቸው ጥንካሬ እና ድክመቶች አሏቸው. አውታረ መረቡ ሊማር በሚችለው እና ትምህርቱ እንዴት መከናወን እንዳለበት አሁንም ችግሮች አሉ።

2. አጠቃላይ

ከስልጠና በኋላ ያለው የአውታረ መረብ ምላሽ በግቤት ሲግናሎች ላይ ለሚደረጉ ጥቃቅን ለውጦች ትንሽ ደንታ የሌለው ሊሆን ይችላል። ስርዓተ-ጥለትን በጩኸት እና በተዛባ መልኩ የማየት ተፈጥሯዊ ችሎታ ንዑሳን ለይቶ ለማወቅ አስፈላጊ ነው። በገሃዱ ዓለም. የመደበኛ ኮምፒዩተርን ጥብቅ ትክክለኛነት በማለፍ እኛ የምንኖርበትን ፍጽምና የጎደለው ዓለምን ለመቋቋም የሚያስችል ሥርዓት ለመክፈት መንገድ ይከፍታል። ሰው ሰራሽ ነርቭ ኔትዎርክ በልዩ ሁኔታ የተፃፉ የኮምፒዩተር ፕሮግራሞችን በመጠቀም “የሰው የማሰብ ችሎታን” ከመጠቀም ይልቅ በዲዛይኑ ምክንያት አጠቃላይ መረጃዎችን በራስ-ሰር እንደሚሰራ ልብ ሊባል ይገባል።

3. ረቂቅ

አንዳንድ ሰው ሰራሽ ነርቭ ኔትወርኮች ከግቤት ሲግናሎች ውስጥ ምንነት የማውጣት ችሎታ አላቸው። ለምሳሌ፣ አውታረ መረቡ በተከታታይ በተዛቡ የ"A" ፊደል ስሪቶች ላይ ሊሰለጥን ይችላል። ከተገቢው ስልጠና በኋላ, እንዲህ ዓይነቱን የተዛባ ምሳሌ ማቅረቡ አውታረ መረቡ ፍጹም የሆነ ቅርጽ ያለው ፊደል እንዲፈጥር ያደርገዋል (በዚህ ጉዳይ ላይ "A" ፊደል). ከዚህ አንጻር አይታ የማታውቀውን መውለድ ትማራለች። ተስማሚ ምሳሌዎችን የማግኘት ችሎታ በሰዎች ውስጥ በጣም ዋጋ ያለው ጥራት ነው።

4. ተፈጻሚነት

ሰው ሰራሽ የነርቭ ኔትወርኮች መድኃኒት አይደሉም. እንደ የደመወዝ ክፍያ ላሉ ተግባራት ተስማሚ አይደሉም ነገር ግን የተለመደው የኮምፒዩተር ሲስተሞች ደካማ ወይም ጨርሶ ላያደርጉት ለሌሎች ተግባራት ትልቅ ክፍል በጣም አስፈላጊ ናቸው።

    በነርቭ አውታሮች የተፈቱ ችግሮች.

ኤን.ኤን.ዎች ለስርዓተ-ጥለት እውቅና እና የምደባ፣ የማመቻቸት እና ትንበያ ችግሮችን ለመፍታት በጣም ተስማሚ ናቸው። ከዚህ በታች የነርቭ ኔትወርኮች ሊሆኑ የሚችሉ የኢንዱስትሪ አፕሊኬሽኖች ዝርዝር ነው ፣ በዚህ መሠረት የንግድ ምርቶች ቀድሞውኑ ተፈጥረዋል ወይም የማሳያ ምሳሌዎች ተተግብረዋል ።

ባንኮች እና የኢንሹራንስ ኩባንያዎች;

    የቼኮች እና የገንዘብ ሰነዶችን በራስ-ሰር ማንበብ;

    የፊርማዎችን ትክክለኛነት ማረጋገጥ;

    የብድር ስጋት ግምገማ;

    በኢኮኖሚያዊ አመላካቾች ላይ ለውጦችን መተንበይ.

የአስተዳደር አገልግሎቶች፡-

    አውቶማቲክ ሰነድ ማንበብ;

    የአሞሌ ኮዶች ራስ-ሰር እውቅና.

የነዳጅ እና የኬሚካል ኢንዱስትሪ;

    የጂኦሎጂካል መረጃ ትንተና;

    የመሳሪያዎች ስህተቶችን መለየት;

    በአየር ፎቶግራፎች ላይ በመመርኮዝ የማዕድን ክምችቶችን ማሰስ;

    የንጽሕና ጥንቅሮች ትንተና;

    ሂደት አስተዳደር.

ወታደራዊ ኢንዱስትሪ እና ኤሮኖቲክስ;

    የድምጽ ምልክቶችን ማካሄድ (መለየት, መለየት, አካባቢያዊ ማድረግ);

    የራዳር ምልክቶችን ማካሄድ (የዒላማ እውቅና, ምንጮችን መለየት እና አካባቢያዊ ማድረግ);

    የኢንፍራሬድ ምልክቶችን ማቀነባበር (አካባቢ ማድረግ);

    መረጃን ማጠቃለል;

    አውቶማቲክ አብራሪ.

የኢንዱስትሪ ምርት;

    ማኒፑለር መቆጣጠሪያ;

    የጥራት ቁጥጥር;

    የሂደት አስተዳደር;

    ስህተትን መለየት;

    አስማሚ ሮቦቶች;

የደህንነት አገልግሎት፡

ባዮሜዲካል ኢንዱስትሪ;

    የኤክስሬይ ትንተና;

    በ ECG ውስጥ ያልተለመዱ ነገሮችን መለየት.

ቴሌቪዥን እና ግንኙነት:

    የሚለምደዉ የመገናኛ አውታር ቁጥጥር;

    የምስል መጭመቅ እና መልሶ ማቋቋም.

    ባለብዙ ሽፋን ፐርሴፕትሮን. መዋቅር. የአሠራር መርህ.

እርስ በርስ የተያያዙ የነርቭ ሴሎች (የአውታር ኖዶች) ወደ ብዙ ንብርብሮች የተዋሃዱበት ተዋረዳዊ የአውታር መዋቅርን እንመልከት (ምስል 6.1). ኤፍ. የአውታረ መረብ ኢንተርኔሮን ሲናፕቲክ ግንኙነቶች እያንዳንዱ ነርቭ እንዲበራ በሚደረግበት መንገድ ይደረደራሉ። በዚህ ደረጃተዋረድ ከእያንዳንዱ ዝቅተኛ ደረጃ የነርቭ ሴሎች ምልክቶችን ይቀበላል እና ያስኬዳል። ስለዚህ በዚህ አውታረመረብ ውስጥ የኒውሮኢምፐልሶች ስርጭት የተወሰነ አቅጣጫ አለ - ከግቤት ንብርብር አንድ (ወይም በርካታ) የተደበቁ ንብርብሮች እስከ የነርቭ ሴሎች ውፅዓት ሽፋን ድረስ። የእንደዚህ አይነት ቶፖሎጂ የነርቭ አውታረመረብ አጠቃላይ ባለ ብዙ ሽፋን ፐርሴፕሮን እንለዋለን።

ምስል.6.1. ባለ ብዙ ሽፋን ፐርሴፕትሮን መዋቅር ከአምስት ግብዓቶች፣ በተደበቀ ንብርብር ውስጥ ሶስት የነርቭ ሴሎች እና በውጤቱ ንብርብር ውስጥ አንድ የነርቭ ሴሎች ያሉት።

ፐርሴፕሮን በተከታታይ የተገናኙ በርካታ መደበኛ የማኩሎች እና ፒትስ ነርቭ ሴሎችን ያቀፈ አውታረ መረብ ነው። በርቷል ዝቅተኛው ደረጃተዋረድ ይገኛል። ግቤትዳሳሽ አካላትን ያካተተ ንብርብር ፣ ተግባሩ የግቤት መረጃን በአውታረ መረቡ መቀበል እና ማሰራጨት ብቻ ነው። ከዚያም አንድ ወይም, ብዙ ጊዜ, ብዙ አለ ተደብቋልንብርብሮች. በድብቅ ሽፋን ላይ ያለ እያንዳንዱ ነርቭ ካለፈው ንብርብር የነርቭ ሴሎች ውጤቶች ወይም በቀጥታ ወደ X1..Xn የግቤት ዳሳሾች ጋር የተገናኙ በርካታ ግብዓቶች አሉት። የነርቭ ሴል በክብደት መጋጠሚያዎች ልዩ ቬክተር ተለይቷል። በንብርብሩ ውስጥ ያሉት ሁሉም የነርቭ ሴሎች ክብደት ማትሪክስ ይመሰርታሉ፣ ይህም በV ወይም W የምንገልጸው ነው። የነርቭ ሴል ተግባር የግብአቶቹን ክብደት ድምር ተጨማሪ መስመር-አልባ ወደ የውጤት ምልክት ሲቀየር ማስላት ነው።

(6.1)

የኋለኛው የነርቭ ሴሎች ውጤቶች ፣ የስራ ዕረፍት፣ ንብርብሮች የምደባ ውጤቱን Y=Y(X) ይገልፃሉ። የፐርሴፕትሮን አሠራር ባህሪያት እንደሚከተለው ናቸው. እያንዳንዱ የነርቭ ሴሎች ከነርቭ ሴሎች ወደ እሱ የሚመጡትን ምልክቶች ያጠቃልላል የቀድሞ ደረጃተዋረድ በሲናፕስ ግዛቶች የሚወሰን የክብደት ተዋረድ፣ እና የተገኘው ድምር ከመነሻው እሴቱ በላይ ከሆነ የምላሽ ምልክት ያመነጫል። ፐርሴፕትሮን የግቤት ምስልን ይተረጉመዋል, ይህም በጣም ዝቅተኛው ደረጃ ላይ የሚገኙትን የነርቭ ሴሎች የመነሳሳት ደረጃን የሚወስነው, ወደ ውፅዓት ምስል, በጣም በነርቭ ሴሎች የሚወሰን ነው. ከፍተኛ ደረጃ. የኋለኛው ቁጥር ብዙውን ጊዜ በአንጻራዊ ሁኔታ ሲታይ አነስተኛ ነው። በላይኛው ደረጃ ላይ ያለው የነርቭ መነቃቃት ሁኔታ የግቤት ምስል የአንድ ወይም የሌላ ምድብ መሆኑን ያሳያል።

በተለምዶ ፣ የአናሎግ አመክንዮ ከግምት ውስጥ ይገባል ፣ ይህም የሚፈቀደው የሲናፕቲክ ግንኙነቶች ሁኔታ በዘፈቀደ እውነተኛ ቁጥሮች የሚወሰን ሲሆን የነርቭ ሴሎች እንቅስቃሴ ደረጃዎች በ 0 እና 1 መካከል በእውነተኛ ቁጥሮች ይወሰናሉ ። አንዳንድ ጊዜ discrete አርቲሜቲክስ ያላቸው ሞዴሎችም ይማራሉ ። ሲናፕስ በሁለት የቦሊያን ተለዋዋጮች ይገለጻል፡ እንቅስቃሴ (0 ወይም 1) እና ፖላሪቲ (-1 ወይም +1)፣ እሱም ከሶስት ዋጋ ያለው አመክንዮ ጋር ይዛመዳል። የነርቭ ሴሎች ግዛቶች በአንድ የቡሊያን ተለዋዋጭ ሊገለጹ ይችላሉ. ይህ ልዩ አቀራረብ የነርቭ አውታረመረብ ግዛቶችን የማዋቀር ቦታ ውሱን ያደርገዋል (በሃርድዌር አተገባበር ውስጥ ያሉትን ጥቅሞች ሳይጠቅሱ)።

እዚህ ጋር በዋናነት የሚታወቀውን የባለብዙ ሽፋን አውታር ሥሪት ከአናሎግ ሲናፕሶች እና የነርቭ ሴሎች የሲግሞይድ ዝውውር ተግባር፣ በቀመር (6.1) የተገለጸውን እንገልፃለን።

    ምሳሌዎችን በመጠቀም የነርቭ ኔትወርክን የማሰልጠን ተግባር.

እንደ አደረጃጀቱ እና ተግባራዊነቱ። የይገባኛል ጥያቄ ቀጠሮ. ከበርካታ ጋር የነርቭ አውታረመረብ ግብዓቶች እና ውፅዓቶች አንዳንድ የግቤት ማነቃቂያዎችን - ስለ ውጫዊው ዓለም የስሜት ህዋሳት መረጃ - ወደ የውጤት መቆጣጠሪያ ምልክቶችን ያከናውናሉ። የተቀየሩ ማነቃቂያዎች ቁጥር ከ n ጋር እኩል ነው - የአውታረ መረብ ግብዓቶች ብዛት, እና የውጤት ምልክቶች ቁጥር ከውጤቶች ብዛት ጋር ይዛመዳል m. የሁሉም ሊሆኑ የሚችሉ ድምር ግቤትየልኬት ቬክተሮች n የቬክተር ቦታን ይመሰርታሉ X እኛ የምንጠራው አመላካች ክፍተት(ተጓዳኙን ቦታዎች ግምት ውስጥ ሲያስገቡ, እንደተለመደው ይገመታል የቬክተር ስራዎችመደመር እና ማባዛት በ scalar (ለተጨማሪ ዝርዝሮች፣ ይመልከቱ ትምህርት 2). እንደዚሁ ቅዳሜና እሁድቬክተሮች የባህሪ ቦታን ይመሰርታሉ፣ እሱም ይገለጻል። ዋይ . አሁን የነርቭ አውታረመረብ እንደ አንድ ዓይነት ሁለገብ ነው ተብሎ ሊታሰብ ይችላል። ተግባርረ፡ X ዋይ , የማን ነጋሪ እሴት የግቤት ባህሪ ቦታ ነው, እና ዋጋው የውጤት ባህሪ ቦታ ነው.

በኔትወርኩ የነርቭ ሴሎች ሲናፕቲክ የክብደት መለኪያዎች የዘፈቀደ እሴት ፣ በኔትወርኩ የተተገበረው ተግባር እንዲሁ የዘፈቀደ ነው። ለማግኘት ያስፈልጋልተግባር የተወሰነ የክብደት ምርጫ ያስፈልገዋል። የታዘዘው የሁሉም የነርቭ ሴሎች የክብደት መለኪያዎች ስብስብ እንደ ቬክተር W ሊወከል ይችላል። የግዛት ቦታወይም ውቅር (ደረጃ)ክፍተት ወ . "ደረጃ ቦታ" የሚለው ቃል የመጣው ከ ስታቲስቲካዊ ፊዚክስየበርካታ ቅንጣቶች ስርዓቶች፣ ስርዓቱን የሚያካትቱት የሁሉም ቅንጣቶች አጠቃላይ መጋጠሚያዎች እና ቅጽበቶች እንደሆኑ ተረድቷል።

በማዋቀሪያው ቦታ ላይ ቬክተርን መግለጽ ሁሉንም የሲናፕቲክ ክብደቶች እና በዚህም የአውታረ መረቡ ሁኔታን ሙሉ በሙሉ ይወስናል። የነርቭ ኔትወርክ አስፈላጊውን ተግባር የሚያከናውንበት ሁኔታ ይባላል የሰለጠነ ሁኔታአውታረ መረቦች W *. ለአንድ ተግባር፣ የሰለጠነው ግዛት ላይኖር ወይም ብቸኛው ላይሆን እንደሚችል ልብ ይበሉ። የመማር ስራው አሁን ከአንዳንድ የዘፈቀደ ግዛት W 0 ወደ ሰለጠነ ሁኔታ በማዋቀር ቦታ ላይ የሽግግር ሂደትን ከመገንባት ጋር እኩል ነው።

የባህሪው ቦታ ለእያንዳንዱ ቬክተር ደብዳቤ በመመደብ የሚፈለገው ተግባር በልዩ ሁኔታ ይገለጻል። X አንዳንድ ቬክተር ከጠፈር ዋይ . መጨረሻ ላይ ግምት ውስጥ ገብቷል ድንበር ማወቂያ ችግር ውስጥ አንድ የነርቭ አውታረ መረብ ሁኔታ ውስጥ ሦስተኛው ትምህርት, የሚፈለገው ተግባር የተሟላ መግለጫ አራት ጥንድ ቬክተሮችን ብቻ በመጥቀስ ነው. ነገር ግን፣ በአጠቃላይ፣ ለምሳሌ ከቪዲዮ ምስል ጋር ሲሰሩ፣ የባህሪ ክፍተቶች ከፍተኛ መጠን ሊኖራቸው ይችላል፣ ስለዚህ፣ በቦሊያን ቬክተር ላይ እንኳን ቢሆን፣ የአንድ ተግባር ትርጉም በጣም አስቸጋሪ ይሆናል (በእርግጥ፣ ተግባሩ በግልጽ አልተገለጸም፣ ለምሳሌ፣ በቀመር፣ ነገር ግን፣ በግልጽ ለተገለጹ ተግባራት ብዙውን ጊዜ በነርቭ አውታር ሞዴሎች መወከል አያስፈልጋቸውም። በብዙ ተግባራዊ ጉዳዮች ፣ ለተሰጡት የክርክር እሴቶች አስፈላጊ ተግባራት እሴቶች ከሙከራ ወይም ከእይታ የተገኙ ናቸው ፣ ስለሆነም የሚታወቁት ለ ብቻ ነው ውስን የህዝብ ብዛትቬክተሮች. በተጨማሪም ፣ የታወቁት የተግባሩ እሴቶች ስህተቶችን ሊይዙ ይችላሉ ፣ እና የግለሰቦች ውሂብ በከፊል እርስ በእርሳቸው ሊቃረኑ ይችላሉ። በነዚህ ምክንያቶች, የነርቭ አውታረመረብ ብዙውን ጊዜ የሚሠራው ባሉ ምሳሌዎች ላይ በመመስረት የተግባሩ ግምታዊ ውክልና. ለተመራማሪው በሚገኙ ቬክተሮች መካከል ያሉ የደብዳቤ ልውውጥ ምሳሌዎች ወይም ከሁሉም ምሳሌዎች በተለየ መልኩ በጣም የሚወክሉት መረጃዎች ይባላሉ። የስልጠና ስብስብ. የሥልጠና ናሙናው ብዙውን ጊዜ የሚወሰኑት ጥንድ ቬክተሮችን በመለየት ነው, እና በእያንዳንዱ ጥንድ አንድ ቬክተር ከማነቃቂያው ጋር ይዛመዳል, ሁለተኛው ደግሞ ከሚፈለገው ምላሽ ጋር ይዛመዳል. የነርቭ ኔትወርክን ማሠልጠን የነርቭ ሴሎችን የክብደት መለኪያዎችን በመምረጥ ሁሉንም አነቃቂ ቬክተሮች ከስልጠናው ስብስብ ወደ አስፈላጊው ምላሽ ማምጣትን ያካትታል።

የሳይበርኔትስ አጠቃላይ ችግር መገንባት ነው። ሰው ሰራሽ ስርዓትበተሰጠው የተግባር ባህሪ, በነርቭ ኔትወርኮች አውድ ውስጥ እንደ ተግባር ተረድቷል ውህደትአስፈላጊው ሰው ሰራሽ አውታር. የሚከተሉትን ንኡስ ተግባራት ሊያካትት ይችላል፡ 1) ለችግሩ መፍትሄ እና የባህሪ ቦታዎችን ለመፍጠር አስፈላጊ የሆኑትን ባህሪያት መምረጥ; 2) ለተፈጠረው ችግር በቂ የሆነ የነርቭ ኔትወርክ አርክቴክቸር መምረጥ ወይም ማዳበር; 3) ከብዙ ተወካይ የስልጠና ናሙና ማግኘት, በኤክስፐርት አስተያየት, የባህሪ ቦታዎች ቬክተሮች; 4) በስልጠና ስብስብ ላይ የነርቭ ኔትወርክን ማሰልጠን.

ንኡስ ተግባራት 1) -3) ከነርቭ ኔትወርኮች ጋር በመስራት የባለሙያዎችን ልምድ እንደሚፈልጉ እና እዚህ ምንም አጠቃላይ መደበኛ ምክሮች እንደሌሉ ልብ ይበሉ። እነዚህ ጉዳዮች ለተለያዩ የነርቭ ኔትወርክ አርክቴክቸር ሲተገበሩ፣ የመማር እና የአተገባበር ገፅታዎችን በማሳየት በመጽሃፉ ውስጥ ተብራርተዋል።

    ቁጥጥር የሚደረግበት የነርቭ አውታረ መረብ ስልጠና እንደ ባለብዙ ፋክተር ማሻሻያ ችግር።

ሰው ሰራሽ ኒውሮን

ሰው ሰራሽ የነርቭ ዑደት
1. ነርቮች, በዚህ ግቤት ላይ የሚደርሱት የውጤት ምልክቶች
2.የግቤት ምልክት ማድረጊያ
3. የማስተላለፊያ ተግባር ማስያ
4. ነርቮች, ግቤቶች የአንድ የተወሰነ የውጤት ምልክት ይቀበላሉ
5. - ክብደትየግቤት ምልክቶች

ሰው ሰራሽ ነርቭ (የሂሳብ ነርቭማኩሎክ-ፒትስ, መደበኛ የነርቭ) - የሰው ሰራሽ ነርቭ አውታር መስቀለኛ መንገድ, እሱም ቀለል ያለ የተፈጥሮ ነርቭ ሞዴል ነው. በሂሳብ ፣ ሰው ሰራሽ የነርቭ ሴል ብዙውን ጊዜ እንደ አንድ ነጠላ ክርክር አንዳንድ መደበኛ ያልሆኑ ተግባራት ይወከላል - የሁሉም የግብዓት ምልክቶች መስመራዊ ጥምረት። ይህ ተግባርተብሎ ይጠራል የማግበር ተግባርወይም የመቀስቀስ ተግባር, የማስተላለፊያ ተግባር. የተገኘው ውጤት ይላካል ብቸኛ መውጫ መንገድ. እንደነዚህ ያሉት አርቲፊሻል ነርቮች ወደ አውታረ መረቦች የተዋሃዱ ናቸው - የአንዳንድ የነርቭ ሴሎች ውጤቶችን ከሌሎች ግቤቶች ጋር ያገናኛሉ. ሰው ሰራሽ ነርቮች እና ኔትወርኮች የአንድ ተስማሚ የነርቭ ኮምፒውተር ዋና ዋና ነገሮች ናቸው።

ባዮሎጂካል ፕሮቶታይፕ

ባዮሎጂካል ነርቭ ኒውክሊየስ (ከ 3 እስከ 100 ማይክሮን ዲያሜትር ያለው አካል) ያካትታል. ትልቅ መጠንየኑክሌር ቀዳዳዎች) እና ሌሎች የአካል ክፍሎች (በጣም የዳበረ ሻካራ ER ከአክቲቭ ራይቦዞምስ ጋር፣የጎልጊ መሳሪያ) እና ሂደቶችን ጨምሮ። ሁለት አይነት ሂደቶች አሉ. Axon ብዙውን ጊዜ ከነርቭ አካል መነሳሳትን ለማካሄድ የተስተካከለ ረጅም ሂደት ነው። Dendrites እንደ ደንቡ ፣ በነርቭ ሴሎች ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩ አነቃቂ እና ተከላካይ ሲናፕሶች እንዲፈጠሩ እንደ ዋና ቦታ ሆነው የሚያገለግሉ አጫጭር እና ከፍተኛ ቅርንጫፎች ናቸው (የተለያዩ የነርቭ ሴሎች አሏቸው)። የተለየ ሬሾየ axon እና dendrites ርዝመት). አንድ የነርቭ ሴል ብዙ ዴንትሬትስ እና አብዛኛውን ጊዜ አንድ አክሰን ብቻ ሊኖረው ይችላል። አንድ የነርቭ ሴል ከ 20 ሺህ ሌሎች የነርቭ ሴሎች ጋር ግንኙነት ሊኖረው ይችላል. የሰው ሴሬብራል ኮርቴክስ ከ10-20 ቢሊዮን የነርቭ ሴሎች ይዟል.

የእድገት ታሪክ

በዚህ ሁኔታ ተግባሩን በሁለቱም መጥረቢያዎች (በሥዕሉ ላይ እንደሚታየው) መቀየር ይቻላል.

ከመስመር አንፃራዊነት አንፃር የእርምጃ እና ሴሚሊነር አግብር ተግባራት ጉዳቶቹ በጠቅላላው የቁጥር ዘንግ ላይ የማይለያዩ በመሆናቸው እና አንዳንድ ስልተ ቀመሮችን በመጠቀም ስልጠና ሲሰጡ መጠቀም አይቻልም።

ገደብ ማግበር ተግባር

ገደብ ማስተላለፍ ተግባር

ሃይፐርቦሊክ ታንጀንት

በመሃል እና በቬክተር መካከል ያለው ርቀት የመግቢያ ምልክቶች እዚህ አለ. የስክላር መለኪያው ቬክተሩ ከመሃል ሲርቅ እና ሲጠራ ተግባሩ የሚበሰብስበትን ፍጥነት ይወስናል። የመስኮት ስፋት, መለኪያው በ abscissa ዘንግ ላይ ያለውን የማግበር ተግባር መቀየር ይወስናል. እንደነዚህ ያሉ ተግባራትን የሚጠቀሙ የነርቭ ሴሎች ያላቸው አውታረ መረቦች RBF አውታረ መረቦች ይባላሉ. በቬክተሮች መካከል ያለው ርቀት የተለያዩ መለኪያዎችን መጠቀም ይቻላል፣ ብዙውን ጊዜ የዩክሊዲያን ርቀት ጥቅም ላይ ይውላል።

እዚህ - jth አካልለኒውሮን ግቤት የሚቀርበው ቬክተር፣ ሀ የማስተላለፍ ተግባር መሃል ያለውን ቦታ የሚወስነው የቬክተር j-th አካል ነው። በዚህ መሠረት እንደነዚህ ያሉ የነርቭ ሴሎች ያላቸው አውታረ መረቦች ፕሮባቢሊቲክ እና ሪግሬሽን ይባላሉ.

በእውነተኛ አውታረ መረቦች ውስጥ፣ የእነዚህ የነርቭ ሴሎች የማግበር ተግባር የአንዳንድ የዘፈቀደ ተለዋዋጭ የመሆን እድልን ሊያንፀባርቅ ይችላል ወይም በመጠን መካከል ያሉ ማንኛውንም የሂዩሪዝም ጥገኛዎችን ሊያመለክት ይችላል።

ሌሎች የማስተላለፊያ ተግባራት

ከላይ የተዘረዘሩት ተግባራት ጥቅም ላይ ከሚውሉት የበርካታ የማስተላለፊያ ተግባራት አካል ብቻ ናቸው። በዚህ ቅጽበት. ሌሎች የማስተላለፍ ተግባራት የሚከተሉትን ያካትታሉ:

ስቶካስቲክ ኒውሮን

የመወሰኛ ሰው ሰራሽ ነርቭ ሞዴል ከዚህ በላይ ተብራርቷል ፣ ማለትም ፣ በነርቭ ውፅዓት ላይ ያለው ሁኔታ በልዩ ሁኔታ የሚወሰነው በግብዓት ምልክት ማድረቂያ ሥራ ውጤት ነው። ስቶካስቲክ ነርቮችም ግምት ውስጥ ይገባሉ, የነርቭ ሴል መቀየር በተፈጠረው ሁኔታ ላይ ተመስርቶ ሊከሰት ይችላል የአካባቢ መስክ፣ ማለትም ፣ የማስተላለፊያው ተግባር እንደሚከተለው ይገለጻል።

የፕሮባቢሊቲ ማከፋፈያው ብዙውን ጊዜ የሲግሞይድ ቅርጽ ያለው

ለተለመደው የመደበኛነት ስርጭት ሁኔታ መደበኛነት ቋሚነት አስተዋውቋል። ስለዚህ, የነርቭ ሴል በፕሮባቢሊቲ P (u) ይሠራል. መለኪያ ቲ የሙቀት መጠኑ አናሎግ ነው (ነገር ግን የነርቭ ሴል ሙቀት አይደለም!) እና በነርቭ አውታር ውስጥ ያለውን ችግር ይወስናል. ቲ ወደ 0 የሚሄድ ከሆነ፣ ስቶቻስቲክ ኒዩሮን ከሄቪሳይድ ዝውውር ተግባር (የመተላለፊያ ተግባር) ጋር ወደ ተራ ነርቭ ይለወጣል።

መደበኛ ሎጂካዊ ተግባራትን መቅረጽ

የመነሻ ማስተላለፍ ተግባር ያለው የነርቭ ሴል የተለያዩ አመክንዮአዊ ተግባራትን መምሰል ይችላል። ምስሎቹ እንዴት የግቤት ሲግናሎችን ክብደትን እና የስሜታዊነት ገደብን በማቀናጀት የነርቭ ሴል በግብዓት ምልክቶች ላይ ትስስር (አመክንዮ “AND”) እና መከፋፈል (አመክንዮ “OR”) እንዲያደርግ ማስገደድ እንዲሁም የ የግቤት ምልክት. እነዚህ ሦስቱ ክዋኔዎች ማንኛውንም የክርክር ብዛት ማንኛውንም ምክንያታዊ ተግባር ለመቅረጽ በቂ ናቸው።

ማስታወሻዎች

ስነ-ጽሁፍ