Учебное пособие по курсу «Нейроинформатика»
Шрифт:
1. Формирование задачника.
2. Обучение нейронной сети.
3. Тестирование обученной нейронной сети.
4. Контрастирование обученной нейронной сети.
5. Тестирование контрастированной нейронной сети.
6. Анализ полученных результатов.
Контрастирование нейронной сети проводится до получения минимальной нейронной сети — сети из которой нельзя удалить ни одной связи.
В отчет включаются все полученные результаты (число тактов при обучении сети и результаты статистического теста для всех видов оценки). На основе анализа полученных результатов
Лабораторная № 7
Цель работы. Сравнить сети использующие различные виды нейронов.
Используемые программы. Лабораторная выполняется на программах Sigmoid, Pade, Sinus.
Задание. Необходимо обучить нейронные сети, реализованные в программах Sigmoid, Pade и Sinus с максимальным уровнем надежности. Для программы Sigmoid (сигмоидная сеть) максимальным, но недостижимым уровнем надежности является 2. На практике удается обучить сеть с уровнем надежности 1,9–1,98. Для Паде сети (программа Pade) нет ограничения на достижимый уровень надежности, однако в программе установлено ограничение на уровень существенности — 200. В программе Sinus (сеть с синусоидной характеристикой) максимальный уровень надежности 2 является достижимым.
Для каждой сети определяются следующие показатели:
• число тактов обучения;
• результат статистического теста.
Все полученные результаты включаются в отчет. Отчет должен содержать рекомендации по использованию всех видов сетей.
Вопросы к экзамену
1. Основные принципы инженерного направления в нейроинформатике
2. Классическая сеть Хопфилда. Ее свойства и методы расширения возможностей.
3. Проекционная сеть ассоциативной памяти
4. Тензорная сеть ассоциативной памяти
5. Автокорреляторы в обработке изображений. Сети Хопфилда с автокорреляторами.
6. Сети естественной классификации. Метод динамических ядер. Пространственная сеть Кохонена.
7. Бинарные сети. Метод обучения бинарных сетей. Правило Хебба, его достоинства и недостатки.
8. Персептрон Розенблатта. Теорема о достаточности целочисленных коэффициентов.
9. Персептрон Розенблатта. Теорема о достаточности двух слоев.
10. Метод двойственности в обучении нейронных сетей. Основные идеи и ограничения на архитектуру.
11. Метод двойственности в обучении нейронных сетей. Требования к элементам сети. Функционирование синапса, сумматора, нелинейного преобразователя.
12. Метод двойственности в обучении нейронных сетей. Подбор шага, использование методов ускорения обучения нейронных сетей
13. Оценка и интерпретатор ответа
14. Контрастирование нейронных сетей с использованием функции оценки.
15. Контрастирование нейронных сетей. Метод контрастирования сумматоров.
16. Логически прозрачные нейронные сети и метод получения явных знаний из данных.
Лекция 1. Возможности нейронных сетей
Лекция является сокращенной
В словах «искусственные нейронные сети» слышатся отзвуки фантазий об андроидах и бунте роботов, о машинах, заменяющих и имитирующих человека. Эти фантазии интенсивно поддерживаются многими разработчиками нейросистем: рисуется не очень отдаленное будущее, в котором роботы осваивают различные виды работ, просто наблюдая за человеком, а в более отдаленной перспективе — человеческое сознание и личность перегружаются в искусственную нейронную сеть — появляются шансы на вечную жизнь.
Поэтическая игра воображения вовлекает в работу молодежь, поэзия рекламы создает научную моду и влияет на финансовые вложения. Можете ли Вы четко различить, где кончается бескорыстная творческая игра и начинается реклама? У меня такое однозначное различение не получается: это как вопрос о искренности — можно сомневаться даже в своей собственной искренности.
Итак: игра и мода как важные движущие силы.
В словах «модное научное направление» слышится нечто неоднозначное ‑ то ли пренебрежение, смешанное с завистью, то ли еще что-то. А вообще, мода в науке — это хорошо или плохо? Дадим три ответа на этот вопрос.
1. Мода — это хорошо! Когда в науке появляется новая мода, тысячи исследователей, грустивших над старыми темами, порядком надоевшими еще со времени писания диссертации, со свежим азартом бросаются в дело. Новая мода позволяет им освободиться от личной истории.
Мы все зависим от своего прошлого, от привычных дел и привычных мыслей. Так давайте же приветствовать все, что освобождает нас от этой зависимости! В новой модной области почти нет накопленных преимуществ — все равны. Это хорошо для молодежи.
2. Мода — это плохо! Она противоречит глубине и тщательности научного поиска. Часто «новые» результаты, полученные в погоне за модой, суть всего-навсего хорошо забытые старые, да еще нередко и перевранные. Погоня за модой растлевает, заставляет переписывать старые работы и в новой словесной упаковке выдавать их за свои. Мода ‑ источник сверххалтуры. Примеров тому — тысячи.
«Гений — это терпение мысли». Так давайте же вслед за Ньютоном и другими Великими культивировать в себе это терпение. Не будем поддаваться соблазну моды.
3. Мода в науке — это элемент реальности. Так повелось во второй половине xx века: наука стала массовой и в ней постоянно вспыхивают волны моды. Можно ли относиться к реальности с позиций должного: так, дескать, должно быть, а этак — нет? Наверное, можно, но это уж точно непродуктивно. Волны моды и рекламные кампании стали элементом организации массовой науки и с этим приходится считаться, нравится нам это или нет.
Нейронные сети нынче в моде и поэтическая реклама делает свое дело, привлекает внимание. Но стоит ли следовать за модой? Ресурсы ограничены — особенно у нас, особенно теперь. Все равно всего на всех не хватит. И возникают вопросы: