በማሽን መማር ውስጥ፣ ፐርሴፕሮን ለሁለትዮሽ ክላሲፋየሮች ክትትል የሚደረግበት የመማሪያ ስልተ ቀመር ነው። በተጨማሪም ብዙውን ጊዜ ፐርሴፕሮን ይባላል. ሁለትዮሽ ክላሲፋየር በቁጥሮች ቬክተር የተወከለው ግቤት የአንድ የተወሰነ ክፍል መሆን አለመሆኑን ሊወስን የሚችል ተግባር ነው። ይህ የመስመራዊ ክላሲፋየር አይነት ነው፣ ማለትም፣ የክብደት ስብስብን ከአንድ ባህሪ ቬክተር ጋር በማጣመር ትንበያውን በመስመራዊ ትንበያ ተግባር ላይ በመመስረት የምድብ ስልተ-ቀመር ነው።
ከቅርብ ዓመታት ወዲህ አርቴፊሻል ነርቭ አውታሮች በጥልቅ ትምህርት መሻሻሎች ምክንያት ትኩረት እያገኙ መጥተዋል። ግን ሰው ሰራሽ የነርቭ ኔትወርክ ምንድን ነው እና ምንን ያካትታል?
ከፐርሴፕሮን ጋር ይተዋወቁ
በዚህ ጽሁፍ በአጠቃላይ አርቴፊሻል ነርቭ ኔትወርኮችን በፍጥነት እንቃኛለን ከዛ ነጠላ ነርቭን እንይ እና በመጨረሻም (ይህ የኮዲንግ ክፍል ነው) በጣም መሰረታዊ የሆነውን አርቲፊሻል እትም እንይዛለን። ነርቭ፣ ፐርሴፕትሮን እና ነጥቦቹን ወደ ውስጥ ይመድቡአውሮፕላን።
ለማንኛውም ሰው በጣም ቀላል ነገር ግን በሚገርም ሁኔታ ለኮምፒውተሮች አስቸጋሪ የሆኑ ስራዎች ለምን እንዳሉ ጠይቀህ ታውቃለህ? ሰው ሰራሽ የነርቭ አውታረ መረቦች (ኤኤንኤን በአጭሩ) በሰው ማዕከላዊ የነርቭ ሥርዓት ተመስጦ ነበር። እንደ ባዮሎጂካል አቻዎቻቸው፣ ኤኤንኤንዎች ወደ ትልቅ ፍርግርግ በሚጣመሩ ቀላል የምልክት ማቀነባበሪያ አካላት ላይ የተገነቡ ናቸው።
የነርቭ ኔትወርኮች መማር አለባቸው
ከባህላዊ ስልተ ቀመሮች በተለየ የነርቭ አውታረ መረቦች እንደታሰበው እንዲሰሩ "ፕሮግራም ሊደረጉ" ወይም "ሊስተካከሉ" አይችሉም። ልክ እንደ ሰው አንጎል, ሥራውን ለማጠናቀቅ መማር አለባቸው. በግምት፣ ሶስት የመማሪያ ስልቶች አሉ።
የሚታወቅ ውጤት ያለው የሙከራ መያዣ (ትልቅ) ካለ ቀላሉ መንገድ መጠቀም ይቻላል። ከዚያ ስልጠናው እንደዚህ ነው-አንድ የውሂብ ስብስብ ሂደት. ውጤቱን ከሚታወቀው ውጤት ጋር ያወዳድሩ. አውታረ መረቡን ያዋቅሩ እና እንደገና ይሞክሩ። እዚህ የምንጠቀመው የመማር ስልት ነው።
ክትትል የሌለበት ትምህርት
የፍተሻ ውሂብ ከሌለ እና ከተፈለገው ባህሪ አንዳንድ የወጪ ተግባራትን ማግኘት ከተቻለ ይጠቅማል። የወጪው ተግባር የነርቭ ኔትወርክን ከዒላማው ምን ያህል እንደሚርቅ ይነግረዋል. አውታረ መረቡ ከትክክለኛው ውሂብ ጋር በመስራት በመብረር ላይ ያሉትን መለኪያዎች ማስተካከል ይችላል።
የተጠናከረ ትምህርት
የ"ካሮት እና ዱላ" ዘዴ። የነርቭ አውታረመረብ የማያቋርጥ እርምጃ ካመነጨ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል። በጊዜ ሂደት አውታረ መረቡ ትክክለኛ እርምጃዎችን መምረጥ እና የተሳሳቱ ድርጊቶችን ማስወገድን ይማራል።
እሺ፣ አሁን ስለእሱ ትንሽ እናውቃለንየሰው ሰራሽ የነርቭ አውታረ መረቦች ተፈጥሮ ፣ ግን በትክክል ከምን የተሠሩ ናቸው? ክዳኑን ከፍተን ወደ ውስጥ ብናይ ምን እናያለን?
ኒውሮኖች የነርቭ መረቦች ግንባታ ብሎኮች ናቸው። የማንኛውም ሰው ሰራሽ ነርቭ አውታር ዋና አካል ሰው ሰራሽ ነርቭ ነው. ስማቸው በባዮሎጂያዊ አቻዎቻቸው ብቻ ሳይሆን በአእምሯችን ውስጥ ባሉ የነርቭ ሴሎች ባህሪም ተመስለዋል።
ባዮሎጂ vs ቴክኖሎጂ
ባዮሎጂካል ነርቭ ምልክቶችን ለመቀበል ዴንራይትስ፣የህዋስ አካል እና ምልክቶችን ወደ ሌሎች የነርቭ ሴሎች የሚልክበት አክስዮን እንዳለው ሁሉ ሰው ሰራሽ ነርቭም በርካታ የግብአት ቻናሎች፣የሂደት ደረጃ እና አንድ ውጤት አለው ለብዙ ሌሎች ቅርንጫፍ። አርቴፊሻል የነርቭ ሴሎች።
በአንድ ፐርሴፕሮን ጠቃሚ ነገር ማድረግ እንችላለን? አንድ ነጠላ ፐርሴፕሮን ሊፈታው የሚችለው የችግሮች ክፍል አለ. የግቤት ቬክተርን እንደ ነጥብ መጋጠሚያዎች ይቁጠሩት። n-elements ላለው ቬክተር፣ ይህ ነጥብ በ n-ልኬት ቦታ ውስጥ ይኖራል። ህይወትን ለማቃለል (እና ከታች ያለው ኮድ) 2D እንደሆነ እናስብ። እንደ ወረቀት።
በቀጣይ፣ በዚህ አውሮፕላን ላይ አንዳንድ የዘፈቀደ ነጥቦችን ሳብን እና በወረቀቱ ላይ ቀጥ ያለ መስመር በመሳል በሁለት ስብስቦች እንከፍላቸዋለን። ይህ መስመር ነጥቦቹን ወደ ሁለት ስብስቦች ይከፍላል, አንደኛው ከላይ እና ከመስመሩ በታች. ሁለቱ ስብስቦች ቀጥታ ሊነጣጠሉ የሚችሉ ይባላሉ።
አንድ ፐርፐሮን ምንም ያህል ቀላል ቢመስልም ይህ መስመር የት እንዳለ ማወቅ ይችላል እና ስልጠናውን ሲጨርስ የተሰጠው ነጥብ ከዚህ መስመር በላይ ወይም በታች መሆኑን ይወስናል።
ታሪክፈጠራዎች
የዚህ ዘዴ አልጎሪዝም በ1957 በኮርኔል አቪዬሽን ላብራቶሪ በፍራንክ ሮዘንብላት (ብዙውን ጊዜ በስሙ እየተሰየመ) በዩኤስ የባህር ኃይል ምርምር ቢሮ ተፈለሰፈ። ፐርሴፕሮን ፕሮግራም ሳይሆን ማሽን እንዲሆን ታስቦ ነበር፣ ምንም እንኳን የመጀመሪያ ትግበራው በሶፍትዌር ለ IBM 704 ቢሆንም፣ በመቀጠልም በብጁ በተሰራ ሃርድዌር ላይ እንደ “Mark 1 Perceptron” ተተግብሯል። ይህ ማሽን የተነደፈው ምስልን ለመለየት ነው፡ ከነርቭ ሴሎች ጋር በዘፈቀደ የተገናኙ 400 የፎቶሴሎች ስብስብ ነበረው። ክብደቶቹ በፖታቲሞሜትሮች የተቀመጡ ሲሆን በስልጠና ወቅት የክብደት ማሻሻያ የተደረገው በኤሌክትሪክ ሞተሮች ነው።
በ1958 በዩኤስ ባህር ሃይል ባዘጋጀው ጋዜጣዊ መግለጫ ላይ ሮዝንብላት በወጣቱ AI ማህበረሰብ መካከል የጦፈ ክርክር ስለፈጠረው ፐርፐሮን የሮዘንብላትን የይገባኛል ጥያቄ መሰረት በማድረግ ኒውዮርክ ታይምስ እንደዘገበው ፐርሴፕሮን "የባህር ኃይል መራመድ፣ መነጋገር፣ ማየት፣ መጻፍ፣ እራሱን ማባዛት እና መኖሩን ማወቅ እንዲችል የሚጠብቀው ሽል ኤሌክትሮኒክ ኮምፒውተር ነው።"
ተጨማሪ እድገቶች
ምንም እንኳን ፐርሴፕሮን መጀመሪያ ላይ ተስፋ ሰጪ ቢመስልም ፐርሴፕሮን ብዙ የስርዓተ ጥለት ክፍሎችን ለመለየት ማሰልጠን አለመቻሉ በፍጥነት ተረጋገጠ። ይህ ከሁለት ወይም ከዚያ በላይ ንብርብሮች ያሉት (እንዲሁም ተብሎ የሚጠራው) መኖ ወደ ፊት የነርቭ አውታረ መረብ መሆኑ ከመታወቁ በፊት በፔርፐሮን ነርቭ ኔትወርኮች በምርምር መስክ ውስጥ ለብዙ ዓመታት እንዲዘገይ አድርጓል።multilayer Perceptron) ከአንድ ንብርብር ፐርሴፕትሮን (አንድ ንብርብር ፐርሴፕትሮን ተብሎም ይጠራል) የበለጠ የማቀነባበር ኃይል ነበረው። ነጠላ-ንብርብር ፐርሴፕትሮን በመስመር ላይ ሊነጣጠሉ የሚችሉ አወቃቀሮችን ብቻ ማጥናት ይችላል። እ.ኤ.አ. በ 1969 በማርቪን ሚንስኪ እና በሴይሞር ፔፐር የተሰኘው ታዋቂው መጽሐፍ "Perceptrons" እነዚህ የአውታረ መረብ ክፍሎች የ XOR ተግባርን መማር እንደማይችሉ አሳይቷል ። ነገር ግን፣ ይህ በነጠላ-ንብርብር ፐርሴፕሮን ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውሉ በሚችሉት መስመራዊ ያልሆኑ የምደባ ተግባራት ላይ አይተገበርም።
እንዲህ ያሉ ተግባራትን መጠቀም የXOR ተግባርን መተግበርን ጨምሮ የፐርሴፕሮን አቅም ያራዝመዋል። ብዙ ጊዜ የሚገመተው (ትክክል ያልሆነ) ተመሳሳይ ውጤት ለብዙ ንብርብር ፐርሴፕቶን ኔትወርክ እንደሚይዝ ነው ብለው ያስባሉ። ነገር ግን፣ ጉዳዩ ይህ አይደለም፣ ምክንያቱም ሁለቱም ሚንስኪ እና ወረቀት መልቲሌየር ፐርሴፕትሮኖች የXOR ተግባርን ለመስራት እንደሚችሉ ያውቁ ነበር። ከሶስት አመታት በኋላ ስቲቨን ግሮስበርግ የተለያዩ ተግባራትን፣ የንፅፅር ማጎልበቻ ተግባራትን እና የXOR ተግባራትን መቅረጽ የሚችሉ ኔትወርኮችን የሚያቀርቡ ተከታታይ ወረቀቶችን አሳትሟል።
ስራዎች በ1972 እና 1973 ታትመዋል። ነገር ግን፣ ብዙ ጊዜ የማይረሳው የሚንስኪ/የወረቀት ጽሑፍ ከነርቭ ኔትወርክ ፐርሴፕሮን ጋር ያለው የወለድ እና የምርምር ፈንድ ከፍተኛ ቅናሽ አስከትሏል። እ.ኤ.አ. በ1980ዎቹ ውስጥ የነርቭ አውታረ መረብ ምርምር ከመታደሱ አሥር ዓመታት በፊት አልፈዋል።
ባህሪዎች
የፐርሴፕሮን ከርነል አልጎሪዝም በ1964 በይዘርማን እና ሌሎች አስተዋወቀ።ሞሪ እና ሮስታሚዛዴህ (2013)፣ የቀድሞ ውጤቶችን ያስረዝማሉ እና አዲስ ገደቦችን L1።
Perceptron ቀላል የባዮሎጂካል ነርቭ ሞዴል ነው። የነርቭ ባህሪን ሙሉ በሙሉ ለመረዳት የባዮሎጂካል ነርቭ ሞዴሎች ውስብስብነት ብዙ ጊዜ የሚፈለግ ቢሆንም፣ ጥናት እንደሚያሳየው ፐርሴፕሮን የመሰለ መስመራዊ ሞዴል በእውነተኛ ነርቭ ሴሎች ውስጥ የሚታዩ አንዳንድ ባህሪያትን ሊያነሳሳ ይችላል።
The Perceptron መስመራዊ ክላሲፋየር ነው፣ስለዚህ ሁሉም የግብአት ቬክተሮች በትክክል የተመደቡበት የሥልጠና ስብስብ D በቀጥታ የማይነጣጠል ከሆነ በጭራሽ ወደ አንድ ግዛት አይገባም። አወንታዊ ምሳሌዎችን በሃይፕላን ከአሉታዊ ምሳሌዎች መለየት ካልተቻለ። በዚህ አጋጣሚ ምንም አይነት "ግምታዊ" መፍትሄ በደረጃ የመማሪያ ስልተ ቀመር ደረጃ በደረጃ አይሳካም ይልቁንም መማር ሙሉ በሙሉ አይሳካም. ስለዚህ የሥልጠናው ስብስብ መስመራዊ መለያየት ቅድሚያ የማይታወቅ ከሆነ ከዚህ በታች ካሉት የሥልጠና አማራጮች ውስጥ አንዱ ጥቅም ላይ መዋል አለበት።
የኪስ አልጎሪዝም
የሪኬት ኪስ አልጎሪዝም እስካሁን የተገኘውን ምርጥ መፍትሄ "በኪስ ውስጥ" በማስቀመጥ የፐርሰፕሮን የመማር ጥንካሬ ችግርን ይፈታል። የኪስ ስልተ ቀመር ከመጨረሻው መፍትሄ ይልቅ በኪሱ ውስጥ ያለውን መፍትሄ ይመልሳል. እንዲሁም ግቡ ጥቂት የተሳሳቱ አመዳደብዎች ያሉት ፐርሴፕሮን ለማግኘት ላልተነጣጠሉ የውሂብ ስብስቦች ሊያገለግል ይችላል። ሆኖም, እነዚህ መፍትሄዎች ስቶካስቲክ ይመስላሉ እና ስለዚህ የኪስ ስልተ-ቀመር ከእነሱ ጋር አይጣጣምም.ቀስ በቀስ በስልጠና ሂደት ውስጥ፣ እና በተወሰኑ የስልጠና ደረጃዎች ውስጥ ለመገኘታቸው ዋስትና አይኖራቸውም።
ማክሶቨር አልጎሪዝም
የማክሶቨር አልጎሪዝም የውሂብ ስብስቡ የመስመር መለያየት እውቀት ምንም ይሁን ምን ይሰበሰባል በሚል መልኩ "ጠንካራ" ነው። በመስመራዊ ክፍፍል፣ ይህ የመማር ችግርን ይፈታል፣ እንደአማራጭ በተመጣጣኝ መረጋጋት (በክፍል መካከል ያለው ከፍተኛ ህዳግ)። ላልተነጣጠሉ የውሂብ ስብስቦች፣ አነስተኛ ቁጥር ያላቸው የተሳሳቱ ምደባዎች ያለው መፍትሄ ይመለሳል። በሁሉም ሁኔታዎች, ስልተ ቀመር በመማር ሂደት ውስጥ ቀስ በቀስ ወደ መፍትሄ ይቀርባል, ያለፉትን ግዛቶች ሳያስታውስ እና ያለ የዘፈቀደ መዝለል. ውህደት ለጋራ የውሂብ ስብስቦች አለምአቀፍ ምቹነት እና የማይነጣጠሉ የውሂብ ስብስቦች አካባቢያዊ ምቹነት ነው።
የተመረጠ Perceptron
የተመረጡት የፐርሴፕሮን አልጎሪዝም ብዙ ክብደት ያላቸው ፐርሴፕሮን በመጠቀም ተለዋጭ ነው። አንድ ምሳሌ በተሳሳተ ቁጥር በተከፋፈለ ቁጥር ስልተ ቀመር አዲስ ፐርሴፕሮን ይጀምራል፣ ይህም የክብደት ቬክተርን በመጨረሻው የፐርሴፕሮን የመጨረሻ ክብደት ያስጀምራል። እያንዳንዱ ፐርሴፕሮን አንዱን በተሳሳተ መንገድ ከመለየቱ በፊት ምን ያህል ምሳሌዎችን በትክክል እንደሚከፋፍሉ ጋር የሚመጣጠን የተለየ ክብደት ይሰጠዋል፣ እና በመጨረሻም ውጤቱ በጠቅላላው የፐርሴፕሮን ድምጽ ይሆናል።
መተግበሪያ
በተለያዩ ችግሮች ውስጥ፣ የፐርሴፕሮን ስልጠና እንዲሁ በክፍሎች መካከል ትልቁን የመለያየት ድንበር ለማግኘት ያለመ ሊሆን ይችላል። ተብሎ የሚጠራው።ጥሩ የማረጋጊያ ፐርሴፕሮን እንደ ሚን-ኦቨር ወይም አዳትሮን አልጎሪዝም ያሉ ተደጋጋሚ ስልጠናዎችን እና የማመቻቸት እቅዶችን በመጠቀም ሊወሰን ይችላል። AdaTron የሚዛመደው የኳድራቲክ ማሻሻያ ችግር ኮንቬክስ የመሆኑን እውነታ ይጠቀማል። በጣም ጥሩው የመረጋጋት ፐርሴፕሮን፣ ከከርነል ተንኮል ጋር፣ የድጋፍ ቬክተር ማሽን ፅንሰ-ሃሳባዊ መሰረት ነው።
አማራጭ
ሌላው መስመር ያልሆኑ ችግሮችን ብዙ ንብርብሮችን ሳይጠቀሙ የሚፈታበት መንገድ ከፍተኛ ደረጃ ያላቸውን ኔትወርኮች (ሲግማ-ፒ ብሎክ) መጠቀም ነው። በዚህ አይነት አውታር ውስጥ እያንዳንዱ የግቤት ቬክተር ንጥረ ነገር በእያንዳንዱ ጥንድ አቅጣጫ የተባዙ ግብዓቶች ጥምረት (ሁለተኛ ቅደም ተከተል) ይሰፋል. ይህ ወደ n-order አውታረመረብ ሊራዘም ይችላል። Perceptron በጣም ተለዋዋጭ ነገር ነው።
ነገር ግን፣ ምርጡ ክላሲፋየር የግድ ሁሉንም የስልጠና መረጃዎች በትክክል የሚመድበው እንዳልሆነ ያስታውሱ። በእርግጥ፣ ውሂቡ በእኩል-ተለዋዋጭ የጋውስያን ስርጭቶች እንዲመጣ ቀዳሚው ገደብ ከነበረን፣ በግቤት ቦታ ላይ ያለው የመስመር ክፍፍል በጣም ጥሩ ነው፣ እና መስመራዊ ያልሆነ መፍትሄ ተሽሯል።
ሌሎች የመስመር አመዳደብ ስልተ ቀመሮች Winnow፣ የድጋፍ ቬክተር እና የሎጂስቲክስ ሪግሬሽን ያካትታሉ። Perceptron ሁለንተናዊ የአልጎሪዝም ስብስብ ነው።
ዋና ወሰን ክትትል የሚደረግበት ትምህርት
ክትትል የሚደረግ ትምህርት የማሽን መማሪያ ተግባር ሲሆን ይህም ለውጤት ግብአትን ካርታ የሚያደርግ ተግባር ነው።በ I / O ጥንዶች ምሳሌዎች ላይ በመመስረት. እነሱ ከተሰየመ የሥልጠና መረጃ ባህሪይ ምሳሌዎችን ያካተቱ ናቸው። ክትትል በሚደረግበት ትምህርት፣ እያንዳንዱ ምሳሌ የግቤት ነገርን (በተለምዶ ቬክተር) እና የሚፈለገውን የውጤት እሴት (የቁጥጥር ምልክት ተብሎም የሚጠራው) የያዘ ጥንድ ነው።
ክትትል የሚደረግበት የመማሪያ አልጎሪዝም የስልጠና መረጃን ይመረምራል እና አዳዲስ ምሳሌዎችን ለማሳየት የሚያገለግል ግምታዊ ተግባር ይፈጥራል። በጣም ጥሩው ሁኔታ ስልተ ቀመር ለማይታዩ አጋጣሚዎች የክፍል መለያዎችን በትክክል እንዲወስን ያስችለዋል። ይህ "ምክንያታዊ" በሆነ መንገድ የመማር ውሂቡን ወደማይታዩ ሁኔታዎች ለማጠቃለል የመማር ስልተ ቀመር ያስፈልገዋል።
በሰው እና በእንስሳት ሳይኮሎጂ ውስጥ ያለው ትይዩ ተግባር ብዙ ጊዜ ፅንሰ-ሀሳብ ትምህርት ይባላል።
