Основы теории искусственных нейронных сетей. Александр Аполлонович Кириченко

Чтение книги онлайн.

СКАЧАТЬ делов науки Искусственный интеллект. К этой науке приковано пристальное внимание с 1980 года, когда Япония объявила о создании вычислительных систем 5 поколения. Предполагалось, что создаваемые вычислительные системы кроме обычных компьютеров будут содержать машины логического вывода (решатель, планировщик или логический блок), базу знаний, систему общения.

      В основе всех существующих компьютеров с 1940-х гг. лежала архитектура с разделенным процессингом и памятью. Ее принципиальным ограничением являлась неспособность к самостоятельному ассоциированию и синтезу нового знания.

      Сегодня на рынке представлены сотни нейральных симуляторов самого разного уровня исполнения и возможностей. В сети представлено множество их компаративных обзоров. Большинство из них поддерживает лишь ограниченное число возможных для построения стандартных архитектур классических нейросетей и методов при очень небольшом числе нейронов, которые можно включить в сеть.

      В начале 2000 годов начался переход к новой архитектурной парадигме – ассоциативным искусственным когнитивным системам, способным к самообучению и синтезу нового знания путем ассоциативной рекомбинации полученной информации.

      Под «искусственными когнитивными системами» понимаются технические системы, способные к

      · познанию, распознаванию образов и самостоятельному усвоению новых знаний из различных источников,

      · продолжительному обучению, пониманию контекстуального значения и субъективной оценке получаемой информации,

      · синтезу нового знания,

      · мышлению и поведению для успешного решения существующих проблем в условиях реального мира.

      Основными зарубежными проектами создания подобных ИКС являются

      · европейские проекты BBP/HBP,

      · американская инициатива BRAIN,

      · проект IBM DeepQA «Watson»,

      · проект «Siri» корпорации Apple,

      · проект нейросетевого искусственного интеллекта и использующих его роботов компании Google,

      · японские проекты JST,

      · канадский проект «Spaun» и др.

      С 2012 года в России началось активное проведение ИТ-исследований в сфере разработки искусственных когнитивных систем, разработана Стратегическая программа создания Центра прорывных исследований в области информационных технологий «Искусственные когнитивные системы».

      Повышение интереса к тематике искусственного интеллекта требует появления достаточного количества публикаций о структуре и возможностях нейросистем, о типах искусственных нейросетей и открываемых ими возможностях автоматизации мыслительных процессов. Для удовлетворения возникающих потребностей необходимы с одной стороны – новые информационные материалы, и с другой стороны – программные средства, которые позволяют без особых затрат проверить новую информацию на практике, создавать свои нейросетевые системы разных типов, модели нейросетевых устройств и даже узлов нейрокомпьютеров на своём ноутбуке. Необходимую информацию даёт эта книга, а доступные программные средства можно получить из Интернет [3]. Большинство примеров в книге выполнено на freeware пакете MemBrain.

      Искусственные нейросети являются электронными моделями нейронной структуры мозга.

      Продолжительный период эволюции придал мозгу человека много качеств, отсутствующих в современных компьютерах с архитектурой фон Неймана. К ним относятся:

      · способность к обучению и обобщению

      · ассоциативность и адаптивность

      · толерантность к ошибкам

      · параллельность работы

      Множество проблем, не поддающиеся решению традиционными компьютерами, могут быть эффективно решены с помощью нейросетей.

      Достижения в области нейрофизиологии дают начальное понимание механизма естественного мышления, в котором хранение информации происходит в виде сложных образов. Процессы хранения информации в виде образов, использования образов при решении поставленной проблемы определяют новую область в обработке данных, которая, не используя традиционного программирования, обеспечивает создание нейронных сетей и их обучение. В лексиконе разработчиков и пользователей нейросетей присутствуют слова, отличные от традиционной обработки данных, в частности, «вести себя», «реагировать», «самоорганизовывать», «обучать», «обобщать» и «забывать».

      Изучение человеческого мозга началось очень давно.

      В 1791 году итальянский врач, анатом и физиолог, один из основателей электрофизиологии Луиджи Гальвани (1737—1798) издал «Трактат об электрических силах при мышечном движении», основанный на его выводах о наличии в живых организмах СКАЧАТЬ