5. Neyronli to’rlarni obyektlarni anglab olishga o’rgatishning umumiy sxemasi va uslubiy jihatlari

Tasvir tushunchasi. Shaklni tanib olishni o'rganish muammosi. Geometrik va strukturaviy yondashuvlar. kompaktlik gipotezasi. Ta'lim va mustaqil o'rganish. moslashish va o'rganish.
Shaklni tanib olishni o'rganish usullari - perseptronlar, neyron tarmoqlar, potentsial funktsiyalar usuli, argumentlarni guruhli hisobga olish usuli, soddalashtirishni cheklash usuli, qaror qabul qilish qoidalari jamoalari.
Tasvir, sinf - ob'ektlarning ma'lum bir guruhini qandaydir xususiyatga ko'ra birlashtiradigan (ajratib turadigan) tasniflash tizimidagi tasniflash guruhi.
Dunyoni majoziy idrok etish tirik miyaning sirli xususiyatlaridan biri bo'lib, u idrok etilgan ma'lumotlarning cheksiz oqimini tushunishga va tashqi dunyo haqidagi turli xil ma'lumotlar okeanida yo'nalishni saqlashga imkon beradi. Tashqi olamni idrok etar ekanmiz, biz doimo idrok etilayotgan sezgilarni tasniflaymiz, ya'ni ularni o'xshash, lekin bir xil bo'lmagan hodisalar guruhlariga ajratamiz. Masalan, sezilarli farqga qaramay, bitta guruhga har xil qo'l yozuvida yozilgan barcha A harflari yoki har qanday oktavada va istalgan asbobda olingan bir xil notaga mos keladigan barcha tovushlar va umuman texnik ob'ektni boshqaruvchi operator kiradi. holatlar to'plami ob'ekt bir xil reaktsiya bilan reaksiyaga kirishadi. Xarakterli jihati shundaki, ma'lum bir sinfning in'ikoslar guruhi tushunchasini shakllantirish uchun uning oz sonli vakillari bilan tanishish kifoya. Bolaga har xil shriftlarda yozilgan matnda bu harfni topishi yoki ataylab buzilgan shaklda yozilgan bo'lsa ham, uni tanib olishi uchun bir marta harfni ko'rsatish mumkin. Miyaning bu xususiyati bizga tasvir sifatida bunday kontseptsiyani shakllantirishga imkon beradi.
Tasvirlar o'ziga xos xususiyatga ega bo'lib, u bir xil to'plamdagi cheklangan miqdordagi hodisalar bilan tanishish uning o'zboshimchalik bilan ko'p sonli vakillarini tanib olish imkonini berishida namoyon bo'ladi. Tasvirlarga misol tariqasida: daryo, dengiz, suyuqlik, Chaykovskiy musiqasi, Mayakovskiy she’rlari va boshqalarni keltirish mumkin.Boshqaruv ob’ektining ma’lum holatlar majmuini ham tasvir sifatida qarash mumkin va bu butun holatlar majmui bilan xarakterlanadi. berilgan maqsadga erishish uchun, ob'ektga bir xil ta'sir. Tasvirlar o'ziga xos ob'ektiv xususiyatlarga ega, chunki turli xil kuzatish materiallaridan o'rganadigan turli odamlar, asosan, bir xil ob'ektlarni bir xil va bir-biridan mustaqil ravishda tasniflaydilar. Butun dunyodagi odamlarga bir-birini tushunishga imkon beradigan tasvirlarning ana shu ob'ektivligi.
Tashqi dunyoni tasvirlar shaklida idrok etish qobiliyati cheksiz sonli ob'ektlarni ularning cheklangan soni bilan tanishish asosida ma'lum bir aniqlik bilan tanib olish imkonini beradi va tasvirlarning asosiy xususiyatining ob'ektiv tabiati modellashtirishga imkon beradi. ularni tan olish jarayoni. Ob'ektiv voqelikning in'ikosi bo'lgan holda, tasvir tushunchasi haqiqatning o'zi kabi ob'ektivdir va shuning uchun bu tushuncha o'z-o'zidan maxsus tadqiqot ob'ekti bo'lishi mumkin.
Inson miyasining eng qiziqarli xususiyatlaridan biri cheksiz miqdordagi atrof-muhit sharoitlariga cheksiz miqdordagi reaktsiyalar bilan javob berish qobiliyatidir. Ehtimol, aynan shu xususiyat insonga fikrlash qobiliyatida ifodalangan tirik materiya mavjudligining eng yuqori shakliga erishishga, ya'ni ob'ektiv dunyoni tasvirlar, tushunchalar, hukmlar va boshqalar shaklida faol aks ettirishga imkon bergandir. ORO muammosi miyaning fiziologik xususiyatlarini o'rganishda paydo bo'ldi.

Bu erda 12 ta vazifa mavjud bo'lib, unda rasmlarning chap triadasini o'ngdan ajratish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan xususiyatlarni tanlash kerak. Ushbu muammolarni hal qilish mantiqiy fikrlashni to'liq modellashtirishni talab qiladi.
Umuman olganda, naqshni aniqlash muammosi ikki qismdan iborat: o'rganish va tan olish. Ta'lim alohida ob'ektlarni u yoki bu tasvirga tegishliligini ko'rsatgan holda ko'rsatish orqali amalga oshiriladi. Trening natijasida tanib olish tizimi bir xil tasvirning barcha ob'ektlariga bir xil reaktsiyalar va turli xil tasvirlarning barcha ob'ektlariga turli xil reaktsiyalar bilan javob berish qobiliyatiga ega bo'lishi kerak. O'quv jarayoni boshqa hech qanday takliflarsiz cheklangan miqdordagi ob'ektlarni ko'rsatish bilan yakunlanishi juda muhimdir. O'quv ob'ektlari sifatida rasmlar yoki boshqa vizual tasvirlar (harflar) yoki tashqi dunyoning turli hodisalari, masalan, tovushlar, tibbiy tashxis paytida tananing holati, boshqaruv tizimlaridagi texnik ob'ektning holati, va boshqalar. o'quv jarayonida faqat ob'ektlarning o'zi va ularning tasvirga tegishliligi ko'rsatiladi. Treningdan keyin allaqachon o'qitilgan tizimning harakatlarini tavsiflovchi yangi ob'ektlarni tanib olish jarayoni sodir bo'ladi. Ushbu protseduralarni avtomatlashtirish naqshni aniqlashga o'rgatish muammosidir. Agar inson o'zi taxmin qilsa yoki ixtiro qilsa va keyin mashinaga tasniflash qoidasini qo'ysa, tan olish muammosi qisman hal qilinadi, chunki muammoning (mashqning) asosiy va asosiy qismini shaxs o'z zimmasiga oladi.
Naqshni aniqlashga o'rgatish muammosi amaliy va fundamental nuqtai nazardan qiziq. Amaliy nuqtai nazardan, bu muammoni hal qilish, birinchi navbatda, muhim ahamiyatga ega, chunki u hozirgacha faqat tirik miya faoliyati bilan bog'liq bo'lgan ko'plab jarayonlarni avtomatlashtirish imkoniyatini ochadi. Muammoning fundamental ahamiyati kibernetikadagi g'oyalarning rivojlanishi bilan bog'liq holda tobora ko'proq paydo bo'ladigan savol bilan chambarchas bog'liq: mashina nimani qila oladi va nima qila olmaydi? Mashinaning imkoniyatlarini tirik miyanikiga qanchalik yaqinlashtirish mumkin? Xususan, mashina atrof-muhitda yuzaga keladigan vaziyatlarga qarab, odamdan muayyan harakatlarni bajarish qobiliyatini egallash qobiliyatini rivojlantira oladimi? Hozircha, agar inson avvalo o'z mahoratini o'zi anglab etsa, keyin uni tasvirlay olsa, ya'ni. nima uchun u tashqi muhitning har bir holatiga javoban harakatlarni amalga oshirishi yoki qanday qilib (qaysi qoida bo'yicha) alohida ob'ektlarni tasvirlarga birlashtirganini ko'rsating, keyin bunday mahoratni asosiy qiyinchiliklarsiz mashinaga o'tkazish mumkin. Agar biror kishi mahoratga ega bo'lsa-yu, lekin uni tushuntira olmasa, unda mahoratni mashinaga o'tkazishning yagona yo'li bor - misollar orqali o'rganish.
Tanib olish tizimlari yordamida hal qilinishi mumkin bo'lgan vazifalar doirasi juda keng. Bu nafaqat vizual va eshitish tasvirlarini tanib olish vazifalarini, balki, masalan, korxona rahbari tomonidan tegishli harakatlarni tanlashda yoki texnologik, iqtisodiy, transportni optimal boshqarishni tanlashda yuzaga keladigan murakkab jarayonlar va hodisalarni tan olish vazifalarini ham o'z ichiga oladi. yoki harbiy harakatlar. Ushbu vazifalarning har birida tashqi dunyoning ba'zi hodisalari, jarayonlari, holatlari tahlil qilinadi, bundan keyin kuzatish ob'ektlari deb ataladi. Har qanday ob'ektni tahlil qilishni boshlashdan oldin, u haqida qandaydir tarzda ma'lum, tartibli ma'lumotlarni olish kerak. Bunday ma'lumotlar ob'ektlarning o'ziga xos xususiyati, ularni tanib olish tizimining idrok organlari to'plamida ko'rsatishdir.
Lekin har bir kuzatish ob'ekti idrok qilish sharoitiga qarab turlicha harakat qilishi mumkin. Misol uchun, har qanday harf, hatto xuddi shu tarzda yozilgan bo'lsa ham, printsipial jihatdan, idrok etuvchi organlarga nisbatan har qanday tarzda siljishi mumkin. Bundan tashqari, bir xil tasvirdagi ob'ektlar bir-biridan ancha farq qilishi mumkin va, albatta, idrok qiluvchi organlarga turli yo'llar bilan ta'sir qiladi.
Har qanday ob'ektni tanib oluvchi tizimning idrok qiluvchi organlariga har bir xaritalash, uning ushbu organlarga nisbatan joylashishidan qat'i nazar, odatda ob'ektning tasviri deb ataladi va ba'zi umumiy xususiyatlar bilan birlashtirilgan bunday tasvirlar to'plami tasvirlardir.
Tasvirni aniqlash usullari bilan boshqarish masalalarini hal qilishda "tasvir" atamasi o'rniga "holat" atamasi qo'llaniladi. Holat - kuzatilayotgan ob'ektning o'lchangan tok (yoki oniy) xususiyatlarini ma'lum bir shaklda ko'rsatish. Davlatlar to'plami vaziyatni belgilaydi. "Vaziyat" tushunchasi "tasvir" tushunchasiga o'xshashdir. Ammo bu o'xshatish to'liq emas, chunki har bir tasvirni vaziyat deb atash mumkin emas, garchi har bir vaziyatni tasvir deb atash mumkin.
Vaziyat odatda murakkab ob'ektning ma'lum holatlar to'plami deb ataladi, ularning har biri ob'ektning bir xil yoki o'xshash xususiyatlari bilan tavsiflanadi. Misol uchun, agar ma'lum bir nazorat ob'ekti kuzatuv ob'ekti sifatida qaralsa, u holda vaziyat ushbu ob'ektning bir xil nazorat harakatlari qo'llanilishi kerak bo'lgan holatlarini birlashtiradi. Agar kuzatuv ob'ekti harbiy o'yin bo'lsa, u holda vaziyat o'yinning barcha holatlarini birlashtiradi, masalan, havo yordami bilan kuchli tank hujumini talab qiladi.
Ob'ektlarning dastlabki tavsifini tanlash ODP muammosining markaziy vazifalaridan biridir. Dastlabki tavsifni (xususiyat maydoni) muvaffaqiyatli tanlagan holda, tanib olish vazifasi ahamiyatsiz bo'lib chiqishi mumkin va aksincha, muvaffaqiyatsiz tanlangan dastlabki tavsif ma'lumotni keyingi qayta ishlashning juda qiyin bo'lishiga yoki yechimning yo'qligiga olib kelishi mumkin. umuman. Misol uchun, agar rangi bilan farq qiluvchi ob'ektlarni tanib olish muammosi hal qilinsa va og'irlik datchiklaridan olingan signallar dastlabki tavsif sifatida tanlansa, u holda tanib olish muammosini printsipial ravishda hal qilib bo'lmaydi.