× Aktuálně z oboru

Vychází Game Ready ovladače pro Far Cry 5 [ clanek/2018040603-vychazi-game-ready-ovladace-pro-far-cry-5/ ]
Celá zprávička [ clanek/2018040603-vychazi-game-ready-ovladace-pro-far-cry-5/ ]

Umělá inteligence - 3

[ http://programujte.com/profil/1483-lukas-chury/ ]Google [ https://plus.google.com/101446994797551111026?rel=author ]       [ http://programujte.com/profil/118-zdenek-lehocky/ ]Google [ ?rel=author ]       5. 12. 2005       20 692×

Základní pojmy k neuronovým sítím
Výkonný prvek neuronové sítě
Měření vzdálenosti
Druhy sítí a topologie
Aplikace..

Základní pojmy k neuronovým sítím

V této kapitole si uvedeme některé základní pojmy z oblasti umělých neuronových sítí doplněné krátkým vysvětlením. Termíny užívané v neuronových sítích tedy jsou:

Adaptace - Schopnost umělé neuronové sítě k samoorganizaci. Realizuje se obvykle změnami vah během učení.

Adaptivní systém - Systém schopný zlepšit nebo upravit výkonnost (obvykle parametricky) pro zvyšující se faktor náročnosti nebo pro vyhovění neurčitostí způsobené prostředím.

Architektura - Struktura sítě výkonných prvků, jejich vzájemné propojení.

Algoritmus - Metoda nebo procedura pro získání cíle nebo řešení.

Excitace - Působení neuronu, při kterém v připojených neuronech dochází k růstu jejich vnitřního potenciálu.

Energetická funkce - Energie je mírou naučenosti, tedy odchylky mezi skutečnými a požadovanými hodnotami výstupů neuronové sítě pro danou trénovací množinu.

Klasifikace - Schopnost přiřadit vstupní pozorovaný vzor nebo znak do určité kategorie.

Znak nebo vlastnost - Něco, co charakterizuje vlastnost nějakého objektu nebo situace.

Heuristika - Metoda používaná podle zkušenosti, ale nemusí být garantované řešení problému.

Přeučování - Učící proces, ve kterém se maže jistý počet vah. V kontrastu k normálnímu učení už při přeučování sítě jistý objem dat obsahovala.

Převrácení - Určení vstupu z daného výstupu a systémového modelu.

Samoorganizace - Schopnost neuronové sítě učením přizpůsobit své chování k vyřešení daného problému.

Síť - Spojení vzájemně propojených entit.

Topologie - Popisuje druh a počet výkonných prvků sítě a strukturu (graf) jejich propojení.

Unit (jednotka) - Elementární objekt umělé neuronové sítě.

Výkonný prvek neuronové sítě

Nyní zavítáme do matematické a logické části neuronových systémů. Je tedy doporučené alespoň znát množiny a operace s nimi. Jak jsme si již řekli v prvním díle seriálu, výkonným prvkem je vždy neuron. Jak tento neuron vypadá, můžeme vidět na následujícím obrázku.

McCulloch-Pittsův neuron

Tento neuron své vstupní informace zpracovává a předává dále podle vztahu:

kde
xi - jsou výstupy neuronu a počet těchto neuronů je celkem N.
wi - jsou tzv. synaptické váhy. Stejně jako u biologických sítí.
S - je obvykle označována přenosová funkce dotyčného neuronu, někdy také F
O - práh daného neuronu

Výraz v uvedené rovnici bývá někdy označován jako vnitřní potenciál neuronu. Zmínili jsme se, že umělé neuronové sítě mají určitou přenosovou funkci. Možné varianty těchto funkcí jsou na následujícím obrázku:

Přenosové funkce umělých neuronových sítí

Měření vzdálenosti

Jedna z důležitých částí neuronových sítí jsou výpočty vzdáleností. Určují, kam patří právě učený či testovaný vektor.

Toto se využívá hlavně pro I/O vektory. Tato vzdálenost je definována následovně:

Tato je využívána hlavně pro výpočet vzdáleností ve 2D a N-rozměrném prostoru:

Toto je zjednodušená verze měření Euklidovské vzdálenosti na úkor zvyšování chyby:

Toto je zjednodušená vzdálenost Manhattan, což se projeví chybou, ale zvýšenou rychlostí:

Druhy sítí a topologie

Neuronové sítě se dělí podle několika kritérií:

Podle počtu vrstev

  • jednou vrstvou (Hopfieldova síť, Kohonenova síť, ...)
  • více vrstvami (ART síť, Perceptron, klasická vícevrstvá síť s algoritmem propagation)

    Podle algoritmů učení

  • s učitelem (síť s algoritmem Backpropagation, ...)
  • bez učitele (Hopfieldova síť

    Podle stylu učení na sítě s učením

  • deterministickým (např. algoritmus Backpropagation)
  • stochastickým (náhodné nastavování vah)

    Aplikace

    Obrazové zpracování a počítačové vidění, včlenění neuronových sítí do porovnávání obrázků, předzpracování obrázků, počítačové vidění, obrázková komprese, stereo vidění a předzpracování a porozumnění časově proměnných zobrazovaných sekvencí obrázků.

    Rozpoznávání znaků, obsahující vyjádření vlastností ze znaků, rozpoznávání řeči a porozumnění rozpoznávání digitálně psaných znaků.

    Lékařství, obsahuje analýzu elektrokardiografických signálů a porozumnění jim, zpracování lékařských snímků.

    Umělá inteligence, implementace v expertních systémech, ve fuzzy logice apod.

    Výhody:

  • učení
  • mohou být navrženy adaptivně
  • generalizace

    Nevýhody:

  • nejsou "čisté" pravidla nebo návrhy základní koncepty pro libovolné aplikace
  • obtížná predikce výkonnosti sítě (predikce)
  • trénování může být obtížné eventuelně nemožné
  • není obecná cesta přístupu k vnitřním operacím sítě

  • Článek stažen z webu Programujte.com [ http://programujte.com/clanek/2005120102-umela-inteligence-3/ ].