Neuronov st Biologick motivace neuron Lidsk mozek Lidsk

Neuronové sítě

Biologická motivace neuron

Lidský mozek • Lidský mozek obsahuje asi 1011 neuronů. • Buněčné jádro (soma) má velikost jen 1 až 3 mm. • Délka dendritu bývá 1 až 3 mm. Bývá jich 100 až 10000. • Délka axonů bývá i delší než 1 m. • Mozek spotřebovává 20 30 % energie těla, i když představuje jen asi 2 % váhy.

Neuron Snímek neuronu v elektronovém mikroskopu

Srovnání počítač x mozek Počítač Výpočetní jednotka 1 CPU Lidský mozek 1011 buněk Paměť 109 bitů RAM, 1011 bitů na disku 1011 neuronů, 1014 synapsí Délka cyklu 10 -8 sekundy 10 -3 sekundy Šířka pásma 14 bitů za 10 109 bitů za sekundu Rychlost obnovy 109 výpočetních elementů 1014 neuronů za sekundu

Formální neuron

Matematický popis

Přenosová funkce skoková

Přenosová funkce sigmoidní

Topologie sítě I 1 O 7 I 2

Vrstvené sítě Vrstvená síť typu m – k 1 – k 2 –. . . – kr – n – se vstupní vrstvou dimenze m – s výstupní vrstvou dimenze n – s r skrytými vrstvami. Příklad: síť 4 -6 -6 -6 -3

Neuronová síť je určena • Topologií • Váhami synapsí • Prahem neuronů • Přenosovou funkcí

Proces učení neuronových sítí • Pro učení (trénování NS) je třeba mít dostatek reprezentativních příkladů • Trénovací, výběrová, testovací množina • Na začátku učení bývají váhy nejčastěji nastaveny na náhodná čísla • Proces učení se snaží minimalizovat odchylku (chybu) mezi skutečným (aktuálním) a požadovaným výstupem • Každá neuronová síť má jiný algoritmus učení, vesměs jsou to ale iterační procesy