175

Немножко о нейронных сетях 1

Серия Знакомство с искусственным интеллектом

На волне постов о картинках в нейросетях, мне вспомнилось, что у нас в универе был обзорный курс, что-то типа "Методы искусственного интеллекта". Захотелось освежить в памяти, ну и решил поделиться тем, что удалось вспомнить, может, кому-то будет интересно)

Итак, сама концепция нейронной сети основана на реальной биологической структуре мозга. В мозгу есть специальные нервные клетки, собственно - нейроны. Они занимаются обработкой электрических сигналов, получаемых от органов чувств при их раздражении. Например, до наших ушей дошел звук, нервные окончания в ушах начали генерировать электрические импульсы, которые уходят в мозг, а вот уже мозг интерпретирует эти импульсы как, например, музкальное произведение.

Вернемся к нейронам. Каждая отдельная клетка имеет тело и отростки (дендриты и аксон), которыми она может соединяться с другими такими клетками, образуя синапсы (сами соединения). Схематично нейрон выглядит так:

Когда электрические (или химические) сигналы проходят через связи между клетками, они могут модифицироваться, скажем, ослабляться или усиливаться. Все пришедшие в тело клетки сигналы агрегируются, а результат выдается на все выходные отростки для передачи соседним клеткам. В итоге, учитывая огромное количество нейронов в нашем мозге, получаются сложные преобразования, которые выливаются в наши мысли, идеи и решения.

Именно этот принцип положен в основу искусственных нейронных сетей: каждый нейрон связан с несколькими соседними нейронами, от которых он получает информацию, агрегирует ее, и выдает нескольким соседним нейронам дальше. Причем, когда информация проходит по синапсу, соединяющему два нейрона, она может модифицироваться.

Рассмотрим нейронную сеть, называемую перцептроном:

Она состоит из трех слоев, причем каждый нейрон связан со всеми нейронами следующего слоя и только с ними. Каждый нейрон суммирует все сигналы на входе, и, если результат больше 0 - выдает 1, а если нет - то 0.

Можно заметить, что на каждом синапсе-стрелочке написано число - это множитель, на который умножается значение при переходе по этой стрелочке. Например, если красный нейрон в результате суммирования и округления входов получил 1, то при передаче этой единицы синему нейрону она будет умножена на 0,5, и на вход этому нейрону придет значение 0,5. Данные коэффициенты называются весами синапсов.

Частный случай значения веса синапса - 0. Это будет означать, что сигнал по этому синапсу не передается, он разорван.

Сеть на картинке выглядит не очень-то полезной: ведь на вход мы можем подать всего два значения (и на выходе получаем только два). Но если увеличить количество строк, то значений можно подать очень много. Например, для обработки картинки такой сетью, на вход мы можем подать по три значения для каждого пикселя картинки, определяющие цвет этого пикселя: насыщенность красного, зеленого и синего цветов.

Понятно, что связей тогда будет огромное множество. На выходе после преобразования мы получим столько же пикселей, т.е. картинку такого же размера, но закрашенную совершенно непредсказуемыми цветами.

Нам же нужно получить результат, обладающей некоторой полезностью. Поэтому существует процесс обучения нейронной сети, который заключается в корректировке весов синапсов при оценке результата работы сети. Для выполнения этой процедуры существуют различные методы, один из которых - метод обратного распространения ошибки, ради которого и затевается эта серия постов)

Наука | Научпоп

9.7K постов83.1K подписчиков

Правила сообщества

Основные условия публикации

- Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.

- Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.

- Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.

- Видеоматериалы должны иметь описание.

- Названия должны отражать суть исследования.

- Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.


- Посты-ответы также должны самостоятельно (без привязки к оригинальному посту) удовлетворять всем вышеперечисленным условиям.

Не принимаются к публикации

- Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.

- Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.

- Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.


Наказывается баном

- Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.

- Попытки использовать сообщество для рекламы.

- Фальсификация фактов.

- Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.

- Троллинг, флейм.

- Нарушение правил сайта в целом.


Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество Пикабу.

Темы

Политика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

18+

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Игры

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юмор

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Отношения

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Здоровье

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Путешествия

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Спорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Хобби

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Сервис

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Природа

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Бизнес

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Транспорт

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Общение

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Юриспруденция

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Наука

Теги

Популярные авторы

Сообщества

IT

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Животные

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кино и сериалы

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Экономика

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Кулинария

Теги

Популярные авторы

Сообщества

История

Теги

Популярные авторы

Сообщества

Недвижимость и ремонт

Теги

Популярные авторы

Сообщества