Искусственная нейронная сеть
Материал из MachineLearning.
Иску́сственные нейро́нная се́ть (artificial neural network, ANN), или просто нейронная сеть — это математическая модель, а также ее программные или аппаратные реализации, построенная в некотором смысле по образу и подобию сетей нервных клеток живого организма. Само понятие возникло при изучении процессов, протекающих в мозге, и при попытке смоделировать эти процессы.
Нейронные сети — один из наиболее известных и старых методов машинного обучения, однако последнее время его использование перестало быть повсеместным из-за очевидных минусов.
Содержание |
История метода
Идея метода сформировалась в процессе изучения работы мозга живых существ. Но нужно помнить, что ИНС гораздо проще своих прототипов, биологических нейронных сетей, до конца не изученных до сих пор.
Хронология
* 1943 год — Норберт Винер вместе с соратниками публикует работу о кибернетике. Основной идеей является представление сложных биологических процессов математическими моделями. * 1943 год — Маккалок и Питтс формализуют понятие нейронной сети в фундаментальной статье о логическом исчислении идей и нервной активности[1]. * 1949 год — Хебб предлагает первый алгоритм обучения. * В 1958 году Розенблаттом изобретен перцептрон. Перцептрон обретает популярность — его используют для распознавания образов, прогнозирования погоды и т. д. Казалось, что построение полноценного искусственного интеллекта уже не за горами. * В 1960 году Уидроу (Widrow) совместно со своим студентом Хоффом на основе дельта-правила (формулы Уидроу) разработали Адалин, который сразу начал использоваться для задач предсказания и адаптивного управления. Адалин был построен на базе созданных ими же (Уидроу — Хоффом) принципально новых элементах — мемисторах[2]. Сейчас Адалин (адаптивный сумматор) является стандартным элементом многих систем обработки сигналов.[3] * В 1961 году под руководством М. М. Бонгарда разработана программа «Кора»: «…задача Коры — поиск разделяющего правила после того, как найдены операторы, дающие достаточно четкие (коротко кодируемые) характеристики объекта или его частей». Программа Кора нашла применение, в частности, для распознавания нефтеносных пластов. * В 1969 году Минский публикует формальное доказательство ограниченности перцептрона и показывает, что он неспособен решать некоторые задачи (Проблема "четности" и "один в блоке"), связанные с инвариантностью представлений. Интерес к нейронным сетям резко спадает. * 1974 год — Пол Дж. Вербос[4] и А. И. Галушкин[5] одновременно изобретают алгоритм обратного распространения ошибки для обучения многослойных перцептронов. Изобретение не привлекло особого внимания. * 1975 год — Фукушима представляет Когнитрон — самоорганизующуюся сеть, предназначенную для инвариантного распознавания образов, но это достигается только при помощи запоминания практически всех состояний образа. * 1982 год — после длительного упадка, интерес к нейросетям вновь возрастает. Хопфилд (en:John Joseph Hopfield) показал, что нейронная сеть с обратными связями может представлять собой систему, минимизирующую энергию (так называемая сеть Хопфилда). Кохоненом представлены модели сети, обучающейся без учителя (Нейронная сеть Кохонена), решающей задачи кластеризации, визуализации данных (самоорганизующаяся карта Кохонена) и другие задачи предварительного анализа данных. * 1986 год — Дэвидом И. Румельхартом, Дж. Е. Хинтоном и Рональдом Дж. Вильямсом[6] и независимо и одновременно С. И. Барцевым и В. А. Охониным (Красноярская группа)[7] переоткрыт и существенно развит метод обратного распространения ошибки. Начался взрыв интереса к обучаемым нейронным сетям.
Математическое описание
Персептрон
Однослойные сети
Многослойные сети
Сети Кохонена
Проблемы метода
Пример
Литература
- Машинное обучение (курс лекций, К.В.Воронцов)
- C. Минский, М. Пейперт — Персептроны, Москва, "Мир", 1971.
Ссылки
См. также
| Данная статья является непроверенным учебным заданием.
До указанного срока статья не должна редактироваться другими участниками проекта MachineLearning.ru. По его окончании любой участник вправе исправить данную статью по своему усмотрению и удалить данное предупреждение, выводимое с помощью шаблона {{Задание}}. См. также методические указания по использованию Ресурса MachineLearning.ru в учебном процессе. |
