МОЗГ

Междисциплинарный семинар Руководитель семинара — К.В. Анохин

Рубрики

Семинары




Нейронные сети



Главная » Разное » Нейронные сети

Июль 26, 2011

glia Нейронные сети

Нейронные сети – одно из направлений научных исследований в сфере искусственного интеллекта, которое основано на попытках воспроизведения нервной системы человека, а именно: способности нервной системы к обучению и исправлению ошибок, это должно позволять моделировать, хоть и довольно грубо, работу мозга человека.

Нейронная сеть (нервная система человека) – сложная сеть структур, что обеспечивает взаимосвязанное поведение систем организма. Нейрон биологический – специальная клетка, структурно состоящая из ядра, тела клетки и отростков.

Одна из ключевых задач нейрона - передача электрохимического импульса по нейронной сети по доступным связям с другими нейронами. При этом каждая из связей характеризуется некоторой величиной, которая называется силой синаптической связи. Величина эта определяет, что будет происходить с электрохимическим импульсом при его передаче другому нейрону: усилится он, ослабеет или останется неизменен.

neur2 1 Нейронные сети

Биологическая нейронная сеть имеет высокую степень связности: на нейрон приходится порою несколько тысяч связей с остальными нейронами. Однако, это приблизительное значение, которое в каждом из конкретных случаев разное. Передача импульсов от нейрона к нейрону порождает некоторое возбуждение всей сети нейронов. Величина данного возбуждения определяет реакцию сети нейронов на входные сигналы. К примеру, встреча человека со старым знакомым способна привести к мощному возбуждению сети нейронов, если с данным знакомым связаны яркие, приятные жизненные воспоминания. А сильное возбуждение нейронной сети, в свою очередь, способно привести к учащению сердцебиения, к более частому морганию глаз, к иным реакциям. А вот встреча с незнакомым человеком пройдёт для нейронной сети почти незаметно, значит, не вызовет каких-то сильных реакций.

Любой нейрон включает тело клетки, содержащее ядро. От этого тела ответвляется много коротких волокон, которые называют "дендриты". Длинные дендриты называют "аксоны". Аксоны могут растягиваться на большие расстояния. Обыкновенно аксоны достигают длины 1 см (это превышает в сто раз диаметр тела клетки), однако порою достигают и метра.

В 60-80-х гг. 20-го века были приоритетным направлением исследований в сфере искусственного интеллекта экспертные системы. Они хорошо зарекомендовали себя, однако лишь в узкоспециализированных областях. Чтоб создать более универсальные интеллектуальные системы, потребовался иной подход. Видимо, это привело к тому, что работавшие над исследованием искусственного интеллекта обратили своё внимание на нейронные биологические сети, лежащие в основе нашего мозга.

Нейронная сеть в искусственном интеллекте – упрощенная модель биологической нейронной сети.

Сходство на этом кончается. Структура человеческого мозга куда более сложна, нежели описано выше, посему её воспроизвести более или менее точно вовсе не представляется возможным.

Нейронные сети имеют множество важных свойств, однако ключевое из них – способность к обучению. Обучение сети нейронов заключается в первую очередь в перемене «силы» синаптических связей нейронов. Следующий пример это наглядно демонстрирует. В хрестоматийном опыте Павлова всякий раз непосредственно до кормления собаки звонил колокольчик. Собака весьма быстро научилась звонок колокольчика ассоциировать с приемом еды, что было последствием того, что синаптические связи участков головного мозга, ответственных за слух и слюнные железы, усилились. В дальнейшем возбуждение нейронной сети с помощью звука колокольчика приводило к куда более сильному выделению слюны у собаки.

Сегодня нейронные сети - одна из приоритетных сфер исследований в отрасли искусственного интеллекта.