Page 8 - 4703

1 ШТУЧНІ НЕЙРОННІ МЕРЕЖІ

1.1 Загальні відомості

Нейронні мережі виникли з досліджень в області штуч-
ного інтелекту, а саме, із спроб відтворити здатність біологіч-
них нервових систем навчатися і виправляти помилки, моде-
люючи низькорівневу структуру мозку. Основною областю
досліджень по штучному інтелекту в 60-і - 80-і роки були
експертні системи. Такі системи грунтувалися на високорівне-
вому моделюванні процесу мислення (зокрема, на представ-
ленні, що процес нашого мислення побудований на маніпуля-
ціях з символами). Скоро стало ясно, що подібні системи, хоча
і можуть принести користь в деяких областях, не схоплюють
деякі ключові аспекти людського інтелекту. Згідно однієї з
точок зору, причина цього полягає в тому, що вони не в змозі
відтворити структуру мозку. Щоб створити штучних інтелект,
необхідно побудувати систему з схожою архітектурою.
Мозок складається з дуже великого числа (приблизно
10
10 ) нейронів, сполучених численними зв'язками (в середнь-
ому декілька тисяч зв'язків на один нейрон, проте це число
може сильно коливатися). Нейрони - це спеціальна клітини,
здатні поширювати електрохімічні сигнали. Нейрон має розга-
лужену структуру введення інформації (дендрит), ядро і вихід
(аксон), що розгалужується. Аксони клітини з'єднуються з
дендритом інших клітин за допомогою синапсів. При активації
нейрон посилає електрохімічний сигнал по своєму аксону.
Через синапси цей сигнал досягає інших нейронів, які можуть
у свою чергу активуватися. Нейрон активується тоді, коли су-
марний рівень сигналів, що прийшли в його ядро з дендриту,
перевищить певний рівень (поріг активації).
Інтенсивність сигналу, що отримується нейроном (а отже
і можливість його активації), сильно залежить від активності
синапсів. Кожен синапс має протяжність, і спеціальні хімічні
речовини передають сигнал уздовж нього. Один з найавтори-
тетніших дослідників нейросистем Дональд Хебб висловив
постулат, що навчання полягає в першу чергу в змінах "сили"
синаптических зв'язків. Наприклад, в класичному досвіді Пав-
лова кожного разу безпосередньо перед годуванням собаки
дзвонив дзвоник і собака швидко навчився зв'язувати дзвінок
8