Штучні нейронні мережі

Штучні нейронні мережі

Штучні нейромережі є моделями нейронної структури мозку, який здатен сприймати, обробляти, зберігати та продукувати інформацію, а також навчається з досвіду. Інтелектуальні системи на основі штучних нейронних мереж дозволяють з успіхом вирішувати проблеми розпізнавання образів, виконання прогнозів, оптимізації, асоціативної пам'яті і керування.


Мозок людини має багато якостей, що відсутні в сучасних комп'ютерах з архітектурою фон Неймана:


    • Розподілене представлення інформації і паралельні обчислення.


    • Здатність до навчання й узагальнення.


    • Адаптивність.


    • Толерантність до помилок.


    • Низьке енергоспоживання.


Механізм природного мислення базується на збереженні інформації у вигляді образів. Процес зберігання інформації як образів, використання образів і вирішення нетрадиційних завдань визначають галузь в обробці даних, яка, не використовуючи традиційного програмування, забезпечує створення паралельних мереж та їх навчання. В лексиконі розробників та користувачів нейромереж присутні слова   "поводити себе", "реагувати", "самоорганізовувати", "навчати", "узагальнювати" та "забувати".


Аналогія з мозком


Базовим елементом мозку людини є нейрони - специфічні клітини, що здатні запам'ятовувати і застосовувати попередній досвід до наступних дій, що докорінно відрізняє їх від решта клітин тіла.


Кора головного мозку людини є протяжною, утвореною нейронами поверхнею товщиною від 2 до 3 мм із площею близько 2200 см2, що вдвічі перевищує площу поверхні стандартної клавіатури. Кора головного мозку містить близько 1011 нейронів, що приблизно дорівнює числу зірок Чумацького шляху. Кожен нейрон зв'язаний з 103 - 104 іншими нейронами. У цілому мозок людини містить приблизно від 1014 до 1015 взаємозв'язків.


Потужність людського розуму залежить від числа базових компонентів, різноманіття з'єднань між ними, а також від генетичного програмування й навчання.


Індивідуальний нейрон є складним, має свої складові, підсистеми та механізми керування і передає інформацію через велику кількість електрохімічних зв'язків. Налічують біля сотні різних класів нейронів. Разом нейрони та з'єднання між ними формують недвійковий, нестійкий та несинхронний процес, що різниться від процесу обчислень традиційних комп'ютерів. Штучні нейромережі