- •Штучні нейронні мережі
- •Лекція 1. Штучні нейронні мережі
- •Лекція 2. Детальний опис компонент нейронних мереж
- •Лекція 3. Вибір мережі
- •Лекція 4. Нейронна мережа на основі моделі "Функціонал на множині табличних функцій"
- •Лекція 5. Нейромережі в задачах відображення
- •Лекція 6. Сучасні напрямки розвитку нейрокомп'ютерних технологій
- •Штучні нейронні мережі
- •Історія нейронних мереж
- •Аналогія з мозком
- •Біологічний нейрон
- •Штучний нейрон
- •Штучні нейронні мережі
- •Навчання штучної нейронної мережі
- •Обґрунтованість застосування нейромереж
- •Машина фон Неймана у порівнянні з біологічної нейронною системою
- •Детальний опис компонент нейронних мереж
- •Розширена модель штучного нейрона
- •Компоненти штучного нейрона
- •Архітектура з'єднань штучних нейронів
- •Нейронні мережі
- •Навчання штучної нейронної мережі Контрольоване навчання
- •Неконтрольоване навчання
- •Оцінки навчання
- •Правила навчання
- •3Вибір мережі
- •Перцептрон Розенбалата
- •Алгоритм навчання одношарового перцептрона
- •Нейромережа зворотного поширення похибки (Back Propagation)
- •Алгоритм навчання мережі
- •Скерований випадковий пошук
- •Нейронна мережа вищого порядку або функціонально-пов'язана нейронна мережа
- •Мережа Кохонена
- •Алгоритм функціонування мережі Кохонена:
- •Квантування навчального вектора (Learning VectorQuantization)
- •Мережа зустрічного поширення (CounterРropagation)
- •Навчання мережі
- •Функціонування мережі
- •Імовірнісна нейронна мережа
- •Мережа Хопфілда
- •Алгоритм функціонування мережі
- •Машина Больцмана
- •Алгоритм функціонування мережі
- •Мережа Хемінга
- •Алгоритм функціонування мережі Хемінга
- •Двоскерована асоціативна пам'ять
- •Мережа адаптивної резонансної теорії
- •Алгоритм функціонування мережі
- •Нейронна мережа на основі моделі "Функціонал на множині табличних функцій"
- •Базові концепції моделі "Функціонал на множині табличних функцій"
- •Навчання та функціонування нейромережі фтф
- •Алгоритм для режиму навчання нейромереж
- •Алгоритм для режиму функціонування нейромережі
- •Особливості формування передатних функцій
- •Нейромережі в задачах відображення
- •Типи задач відображення і підходи до їх вирішення
- •Задачі прогнозування
- •Адаптація нейромереж в режимах прогнозування
- •Однопараметрична задача прогнозування
- •Множина даних для однопараметричної задачі
- •Багатопараметрична задача прогнозування
- •Множина даних для багатопараметричної задачі
- •Однокрокове прогнозування (передбачення)
- •Багатокрокове прогнозування
- •Багатокрокове прогнозування з перенавчанням нейромережі на кожному кроці прогнозу
- •Критерії оцінки якості функціонування мережі
- •Оцінювання точності прогнозів
- •Сучасні напрямки розвитку нейрокомп'ютерних технологій
- •Традиційні задачі
- •Прикладні задачі
- •Загальні задачі
- •Обробка зображень
- •Обробка сигналів
- •Нейрокомп'ютери в системах керування динамічними об'єктами
- •Нейромережеві експертні системи
- •Нейрочіпи і нейрокомп'ютери
- •Підсумок
Оцінювання точності прогнозів
Як правило, після навчання нейромережі здійснюють контрольне відтворення даних, які складали навчальну множину. Якщо точність відтворення задовільна і відхилення знаходяться в допустимих межах, вважають, що побудовано задовільну модель і слід очікувати достатню якість відображення. Якщо при відтворенні мережею даних навчальної множини спостерігаються великі розбіжності, можна припустити що це викликано:
наявністю неточних даних з великою випадковою складовою. Для усунення цього явища підвищують вимоги до точності вимірювань; у випадку часового ряду, можливе зменшення кроку дискретизації, наприклад використання щомісячних значень замість річних;
неврахуванням суттєвих ознак, які в значній мірі визначають закономірність; ця проблема може бути вирішена розширенням набору ознак, які приймаються до уваги;
Після отримання передбачених значень при наявності правильних можливо отримати абсолютні та відносні відхилення на всій контрольній множині, для кожного кроку прогнозування. При наявності задовільних результатів прогнозування на контрольній множині, можна вважати, що налаштована мережа для даної задачі має оптимальну складність і готова до відтворення даних, для яких немає відповідних відомих відгуків.
6
Сучасні напрямки розвитку нейрокомп'ютерних технологій
Традиційні задачі
Прикладні задачі
Нейрочіпи і нейрокомп'ютери
Підсумок
Детальний аналіз розробок нейрокомп'ютерів дозволив виділити основні перспективні напрямки сучасного розвитку нейрокомп'ютерних технологій: нейропакети, нейромережеві експертні системи, СУБД із включенням нейромережевих алгоритмів, обробка зображень, керування динамічними системами й обробка сигналів, керування фінансовою діяльністю, оптичні нейрокомп'ютери, віртуальна реальність. Розробками в цій області займається більш 300 закордонних компаній, причому число їх постійне збільшується. Серед них такі гіганти як Intel, IBM і Motorolla. Сьогодні спостерігається тенденція переходу від програмних реалізацій до програмно-апаратної реалізації нейромережевих алгоритмів з різким збільшенням числа розробок нейрочипів з нейромережевою архітектурою. Різко зросла кількість військових розробок, в основному скерованих на створення надшвидкісних, "розумних" суперобчислювачів.
Якщо говорити про головний перспективний напрямок - інтелектуалізації обчислювальних систем, додавання їм властивостей людського мислення і сприйняття, то тут нейрокомп'ютери - практично єдиний шлях розвитку обчислювальної техніки. Багато невдач на шляху вдосконалення штучного інтелекту протягом останніх 30 років пов'язано з тим, що для рішення важливих і складних по постановці задач вибирались обчислювальні засоби, не адекватні по можливостях розв'язуваній задачі, в основному з числа традиційних комп'ютерів. При цьому, як правило, не вирішувалась задача, а показувалась принципова можливість її рішення. Сьогодні активний розвиток комп'ютерних технологій створив об'єктивні умови для побудови обчислювальних систем, адекватних по можливостях і архітектурі практично будь-яким задачам штучного інтелекту.
У Японії з 1993 року прийнята програма "Real world computing program". Її основна мета - створення еволюціонуючої адаптивної ЕОМ. Проект розрахований на 10 років. Основою розробки є нейротехнологія, яка використовується для розпізнавання образів, обробки семантичної інформації, керування інформаційними потоками і роботами, що здатні адаптуватися до навколишнього оточення. Тільки в 1996 році було проведено біля сотні міжнародних конференцій по нейрокомп'ютерах і суміжних проблемах. Розробки нейрокомп'ютерів ведуться в багатьох країнах світу, зокрема, в Австралії створений свій зразок комерційного супернейрокомп'ютера.
Завжди звучить питання: для якого класу задач найбільш ефективне застосування того чи іншого обчислювального пристрою, побудованого по нових ознаках. Стосовно нейрокомп'ютерів відповідь на нього постійно міняється протягом уже майже 50 років.
В історії обчислювальної техніки завжди були задачі, не розв'язувані традиційними комп'ютерами з архітектурою фон Неймана і для них перехід до нейромережевих технологій характерний у випадку різкого збільшення розмірності простору або рішення необхідності різкого скорочення часу. Можна виділити три ділянки застосування нейромережевих технологій: загальна, прикладна і спеціальна.
