ВУЗ:
Составители:
28
3. Искусственные нейроны
Структурный (бионический) подход к моделированию мозга реализуется
на нескольких уровнях (этапах). Вначале создается информационная модель
отдельной нервной клетки – искусственного нейрона (ИН), что составляет
первый уровень нейронного моделирования. Ограниченное число ИН далее
могут структурироваться в жесткие необучаемые конфигурации –
искусственные нейронные ансамбли, что составляет второй уровень нейронного
моделирования. Наконец, создаются конфигурации из
большого числа ИН,
которые с помощью специальной процедуры обучения могут гибко изменять
свои параметры. Такие конфигурации называются искусственными нейронными
сетями. Они составляют третий уровень нейронного моделирования.
Реализация первого этапа нейронного моделирования – создание ИН –
тесно связана с целями такого моделирования. Если целью является изучение
живого мозга, то используются те методы и модели
, которые позволяют в
наибольшей степени отразить изучаемые явления, и, тем самым, − помочь
самому процессу познания мозга. Такие нейронные модели обычно очень
сложны и создаются, как правило, для перманентного использования в
нейроанатомических и нейрофизиологических исследованиях. Если целью
нейронного моделирования является создание специализированных
вычислительных систем – нейрокомпьютеров для решения практических задач
по
обработке информации, то модели должны, в первую очередь, отвечать
потребительским требованиям, т.е. быть простыми, дешевыми и способными
эффективно решать поставленные перед ними практические задачи. Как уже
отмечалось, в рамках настоящего пособия преследуется вторая из поставленных
целей, поэтому описываемые подходы и методы ограничиваются
исключительно потребностями нейроинформатики и нейрокомпьютинга.
В зависимости от
степени отражения при моделировании различных
элементов, свойств и механизмов биологического нейрона, применения тех или
иных способов представления и кодирования сигналов, использования того или
иного вида активационной функции предложено множество самых
разнообразных моделей нейронов. В настоящем пособии будут рассмотрены
только две модели – формального и градуального нейронов, получившие
наибольшее распространение в практике
нейронного моделирования.
Формальные нейроны. Наиболее простой физически реализуемой
информационной моделью нервной клетки, предложенной в 1943 г. Мак-
Каллоком и Питтсом, является, так называемый, формальный нейрон (ФН) [8].
В основе построения ФН лежит представление о нервной клетке как о
логическом элементе, работающем по принципу «все или ничего».
Предполагается, что модель воспроизводит только аксо-дендритические
синаптические взаимодействия. Входные х(t
i
) и выходные z(t
i+1
) сигналы
аппроксимируются единичными импульсами прямоугольной формы или
единичными потенциалами. Тем самым в модели ФН постулируется, что х(t
i
),
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- …
- следующая ›
- последняя »
