38. Квазинейронные сети в парадигме «Эмбрион».
Рис. 5.9. Процесс генерации нейронной сети в нейрокомпьютере Эмбрион
На рис. 5.9 представлена структурная схема процесса генерации нейронной сети в нейрокомпьютере Эмбрион. Сигналы из внешней среды (S) проецируются на сенсорную матрицу. Под воздействием активирующего потока импульсов из Блока выдвижения гипотез информация из сенсорной матрицы переносится в регистр внутренней памяти, а его меняющиеся во времени коды-состояния формируют виртуальную квазинейронную сеть и ее выходную реакцию.
39. Нейронная сеть как стохастический автомат Маркова.
Представим НК "ЭМБРИОН" как устройство с n входами и n выходами. На n-разрядный вход может быть подано любое слово из ГОДНОГО множества{S}:
где r = 2n, a n - разрядность сенсорной матрицы НК.
Комбинация п двоичных сигналов одновременно поданных на все входы образует вектор или ВХОДНОЕ СЛОВО в момент времени t и будет обозначаться Sf.
Аналогично, на n-рачрядном выходе может появиться любое слово из ВЫХОДНОГО множества{Yc}:
где k=2n, Yt - ВЫХОДНОЙ СЛОВО и момент времени t.
В силу конечности алфавитов и с целью удобства будем считать число входных слов равным числу выходных слов. Другими словами, разрядность входа и выхода автомата совпадают, т.е.
мощности множеств {S} и {Yc} равны.
Если работа автомата задается следующей таблицей
где r=1,2 .....,2n, то АВТОМАТ называется КОНЕЧНЫМ БЕЗ ПАМЯТИ. Реакция его на входное слово определяется только видом этого слова и не зависит от предыстории работы.
Для нашего НК это имеет место при т=3 и Ul»n, a U2=U3=0.
Рассмотрим теперь множество Р={Р1, P2, Р3,..., Рr}, которое назовем АЛФАВИТОМ ВНУТРЕННИХ СОСТОЯНИЙ. Pt - характеризует состояние автомата в момент t.
Если работа автомата определяется не только входным словом St в момент t, но и тем внутренним состоянием Pt, в котором находился автомат в этот момент, то такой автомат называется КОНЕЧНЫМ АВТОМАТОМ С ПАМЯТЬЮ. Его работа задается таблицей
где rr - число столбцов таблицы.
Мы видим, что реакции конечного автомата ОДНОЗНАЧНЫ. На каждое входное воздействие S автомат может дать только один ответ Y. Такие автоматы называются ДЕТЕРМИНИРОВАННЫМИ. Ими описывают, например, игры с полной информацией.
Для нейронных сетей, которые можно применить для моделирования игр с неполной информацией, математики используют автоматные отображения или описания, когда выходные слова или принимаемые решения носят вероятностный характер. Работа такого ВЕРОЯТНОСТНОГО АВТОМАТА С ПАМЯТЬЮ определяется двумя матрицами А и В.
Первая матрица А определяет вероятности появления тех или иных выходных слов при подаче на вход входного слова при наличии определенного внутреннего состояния.
Вторая матрица В для тех же исходных условий определяет вероятности перехода автомата в новое внутреннее состояние. Такая матрица для НК "ЭМБРИОН" показана на Рис.5.1.
Здесь совмещены или совпадают буквы слова внутреннего состояния Pj и выходного слова Yj.
При этом, конечно, все вероятности Wij - суть положительные числа меньшие или равные единице, т.е.
Кроме того, выполняются условие: сумма вероятностей в строке равна единице
Автоматы такого типа называются КОНЕЧНЫМИ АВТОМАТАМИ МАРКОВА или просто марковскими автоматами. Сети, описываемые на таком языке, называются ЦЕПЯМИ МАРКОВА.