Neyron tarmaqlarınıń túrleri hám olardıń islew principlerı

Neyron tarmaqların modellestiriw
Neyron tarmaqtı modellestiriw teması sońǵı jıllarda ájayıp ósiwge gúwa boldı. Bul haqıyqattan da pánleraro tarawdıń bolıp, ol jaǵdayda keń sheńber degi izertlewshilerdiń qatnasadılar. Neyron tarmaǵı termini túrli pánlerdiń izertlewshilerdińi ushın hár qıylı mánislerge iye bolǵanlıǵı sebepli, bul termindiń júdá ulıwma tariypidan baslaw paydalı boladı. Neyron tarmaǵı belgilengen kirisiw—chiqish munasábetlerine iye bolǵan esaplaw elementleri bolǵan model neyronlardıń úlken, júdá óz-ara baylanıslı jıynalısı retinde anıqlanıwı múmkin. Tarmaqtaǵı hár bir neyron kóplegen basqa neyronlardan kirisiwdi aladı hám shıǵıwdı támiyinleydi. Tarmaqtıń kollektiv dinamikası onı traditsiyaǵa tán bolmaǵan esaplaw qábiletleri menen támiyinleydi. Tarmaqtıń jalǵanıwı sinaptik óz-ara tásir matritsasi menen belgilenedi. Tarmaq tárepinen atqarılatuǵın esap -kitaplar bul matritsada tiyisli oqıw procesi arqalı kodlanadı. Tarmaqtıń waqıt evolyutsiyası an tárepinen basqarıladı shama etilgen dinamikalıq qaǵıyda bul model neyrondıń jaǵdayı basqa neyronlardan alatuǵın anıq kiriwge qanday baylanıslılıǵın belgileydi. waqıt evolyutsiyası processinde tarmaq tárepinen erisilgen waqıt ózgeriwi jaǵdayı olkáraınan ámelge asırılǵan esaplaw nátiyjesin ańlatadı.
Bul túrdegi modellerge házirgi qızıǵıwshılıqtıń bir neshe sebepleri bar. Neyrobiologik kontekstte bul sistemalar miydiń birpara jámáátlik esaplaw qásiyetleriniń modelleri (kóbinese júdá jónlashtirilgan) bolıp xızmet etedi. Model neyronlardıń qásiyetleri hám olardıń neyron tarmaq modellerinde qabıl etilgen óz-ara baylanıslılıǵı, kóbinese júdá sxematik tárzde olardıń biologiyalıq uqsawlarınıń birpara qásiyetlerine uqsaydı. Sonıń menen birge, bul modeller bir qatar ayrıqshalıqlardı kórsetip beredi (mısalı, parallel qayta islew, qátelerge shıdamlıq, úyreniw qábileti hám basqalar.) biologiyalıq esaplawdıń zárúrli elementleri ekenligine ıseniwedi. Fiziklar bul modellerge tiykarınan qızıǵıwshılıqadı, sebebi olar quramalı dinamikalıq minez-qulqlarǵa iye óz-ara tásir etiwshi sistemalardıń úlgileri. Bul modeller quramalılıqtı úyreniwdi óz ishine alǵan jańa payda bolǵan fizika subfildining zárúrli bólegin quraydı. Ámeliy dárejede neyron tarmaqları naǵıstı anıqlaw hám kóp ózgeriwshen optimallastırıw menen baylanıslı ámeliy máselelerde kóplegen programmalar menen parallel esaplawdıń jańa paradigmasın usınıs etedi. Bul elektr injenerleri hám kompyuter ilimpazlarınıń bul temaǵa bolǵan qızıǵıwshılıǵınıń tiykarǵı sebebi.
Bul temada men neyrobiologik hádiyselerdi neyron tarmaǵın modellestiriwge itibar qarataman. Bul túrdegi modeldi islep shıǵıwda hár qanday urınıwdıń basında payda bolatuǵın soraw sonda, modelge qansha neyrobiologik tolıq maǵlıwmatlardı kirgiziw kerek. Bul másele boyınsha pikirler úlken parq. Neyrobiologiyaning kóplegen izertlewshilerdińi kóplegen biologiyalıq tolıq maǵlıwmatlar qaldırilgan modeller haqıyqıy neyrobiologik hádiyselerdi úyreniwde paydalanıw ushın júdá ápiwayı dep aytıp otediler. Basqa tárepden, bul tarawdaǵı kóplegen basqa izertlewshilerdiń ápiwayılaw neyron tarmaq modellerinde qaldırilgan birpara mikroskopik tolıq maǵlıwmatlar biologiyalıq tarmaqlardıń birpara jámáátlik qásiyetlerin túsiniwde sheshiwshi áhmiyetke iye bolmawi múmkin dep oylasadı. Nátiyjede, ámeldegi neyron tarmaq modelleri úlken ózgerislerdi kórsetip beredi
modellestiriwge kiritilgen 'biologik realizm' dárejesi. Bul tárepti kriterya retinde isletip, ámeldegi modellerdi shama menen tómendegi ush taypaǵa ajıratıw múmkin.
Bul túrdegi modellerde individual neyronlardıń islewi haqqındaǵı barlıq mikroskopik tolıq maǵlıwmatlar qaldırilgan. Bul modeller degi neyrondıń jaǵdayı bir ózgeriwshi menen xarakterlenedi v retinde aytılıwı múmkin atıw tezligi (háreket potentsialı payda bolıw tezligi). Dıń ma`nisi v málim bir model neyron ushın tarmaqtaǵı basqa neyronlardan alatuǵın sap kirisiwdiń ápiwayı sigma sıyaqlı funktsiyası (biologiyalıq talqinda membrana potentsialı ) bolıwı kerek. Birpara modellerde sigma sıyaqlı funktsiyanı qádem funktsiyası menen jaqınlastırıw arqalı jáne de ápiwayılastırıw alınadı. Bul modeller degi v ózgeriwshisi tek eki bahanı aladı, 0 hám 1, uyqas túrde model neyrondıń tınısh hám atıw jaǵdayların ańlatadı. Bul túrdegi modellerde isletiletuǵın sinaptik jalǵanıwlar naǵısları hám sinaptik matritsa elementleriniń bahaları biologiyalıq tarmaqlarda gúzetiletuǵın zatlarǵa onsha uqsamaydı. Bul tarmaq xarakteristikaları ádetde tarmaqtıń ózi ushın mólsherlengen kompu tional wazıypanı orınlawda natiyjeliligin maksimal dárejede asırıw ushın saylanadı. Bul túrdegi tarmaqlardıń tiykarǵı abzallıǵı olardıń salıstırmalı ápiwayılıǵı bolıp, kóbinese olardı analitik úyreniwge múmkinshilik beredi. Bunday tarmaqlardıń analitik teoriyalerin islep shıǵıwda fiziklar zárúrli rol oynaǵan. Tártipsiz sistemalardıń statistikalıq mexanikasın úyreniwde teoriyalıq fiziklar tárepinen islep shıǵılǵan bir qatar analitik usıllar bul tarmaqlardıń minez-qulqların analiz qılıwda júdá paydalı boldı6. Analitik emlewler júdá qıyın bolǵan jaǵdaylarda, cifrlı simulyatsiyalar-bunday modellerdiń minez-qulqları júdá ańsat orınlawǵa bolatuǵın. Bul túrdegi tarmaqlardıń Analog ápiwayı mentsiyalari da múmkin. Fiziklar hám injenerler tárepinen alıp barılatuǵın islerdiń kópshiligi sthe neyron tarmaqları tarawı bul túrdegi modellerdi óz ishine aladı. Biraq, bul modellerdiń neyrobiologiya menen baylanısı júdá tómen. Bul modeller hám miyada ámeldegi bolǵan haqıyqıy neyron tarmaqları ortasında ulıwma bolǵan birden-bir zat olardıń tiykarǵı jumıs principlerinde uqsawlıq bolıp tabıladı. Usınıń sebepinen, bul túrdegi abstrakt modellerdi geyde biologiyalıq tarmaqlardan ajıratıw ushın jasalma neyron tarmaqları dep ataydılar.
Bul túrdegi modeller erkin túrde eki taypaǵa bóliniwi múmkin: aldınǵa jóneltirilgen tarmaqlar (geyde shaqırıladı kóp qatlamlı perceptronlar) hám jalǵanǵan tarmaqlardı ko'paytiring. Aldınǵa jóneltirilgen tarmaqlar qatlamlı dúzılıwǵa iye bolıp, ol jaǵdayda MTH qatlamındaǵı neyronlar (m—l) th qatlamındaǵı kiriwlerdi qabıl etedi hám (m+l) th qatlamındaǵı kiriwlerdi támiyinleydi. Bul túrdegi tarmaqlar birinshi náwbette naǵıslardı anıqlaw hám klassifikaciyalaw menen baylanıslı wazıypalar ushın isletiledi. Klassifikaciyalanatuǵın maǵlıwmatlardıń bir bólegi aldın tarmaqtı 'o'rgatish' ushın isletiledi. Keyinirek oqıtılǵan tarmaq oqıw kompleksindegi maǵlıwmatlardı ulıwmalastırıwı hám bul maǵlıwmatlardan joqarı dárejedegi anıqlıq menen jańa maǵlıwmatlardı klassifikaciyalaw ushın paydalanıwı múmkin7. Sinaptik jalǵanıwlarda teris baylanıs looplariga iye bolǵan Multiply jalǵanǵan tarmaqlar tiykarınan assotsiativ yad modelleri retinde isletiledi. Sistema assotsiativ yad retinde ózin tutadı, eger ol saqlanǵan naǵıslardı 'maslahatlar' den alıwı múmkin bolsa,.saqlanǵan maǵlıwmatlardıń bólekan bilimlerin ańlatıw. Insan yadı usı mánisten alıp qaraǵanda assotsiativ ekenligi málim. Assotsiativning neyron tarmaq modellerinde. yad, jalǵanıw matritsasi sonday saylanǵanki, saqlanǵan yadlardı ańlatiwshı tarmaq jaǵdayları tiykarǵı dinamikanıń jergilikli turaqlı ózine tartatuǵındorlariga aylanadı. Bul attraktorlardan birine jaqın bolǵan, saqlanatuǵın maǵlıwmatlardıń bólekan bilimlerin ańlatiwshı dáslepki jaǵday tarmaqtıń jámáátlik dinamikası processinde attraktorning ózine jóneltiriledi.
Logistik regressiya bul a statistikalıq model onıń tiykarǵı formasında a paydalanadı logistika funktsiyası modellestiriw a ekilik ǵárezli ózgeriwshi, biraq bul júdá quramalı keńeytpeler bar. Jılda regressiya analizi, logistik regressiya[1] (yamasa logit regressiyasi) shama qılıw logistik modeldiń parametrleri (forma ekilik regressiya ). Matematikalıq túrde, ekilik logistik model eki múmkin bolǵan bahaǵa iye bolǵan ózgeriwshige iye, mısalı, pass / fail kórsetkish ózgeriwshisi, bul erda eki baha " 0" hám " 1" menen belgilenedi. Logistik modelde log-stavkaları (the logaritma dıń koefficiyentler ) " 1" etiketli baha ushın a sızıqlı birikpe bir yamasa bir neshesin ǵárezsiz ózgeriwshiler (" boljawshılar"); ǵárezsiz ózgeriwshilerdiń hár biri ekilik ózgeriwshi bolıwı múmkin (indikator ózgeriwshisi tárepinen kodlanǵan eki klass) yamasa a turaqlı ózgeriwshen (hár qanday haqıyqıy baha ). Tiyisli itimallıq " 1" etiketli baha 0 (álbette " 0" ma`nisi) hám 1 (álbette " 1" ma`nisi) arasında ózgeriwi múmkin, sol sebepli jarlıq ; log-koefficiyentlerdi itimallıqqa ózgertiretuǵın funktsiya bul logistik funktsiya, sol sebepli at. The ólshem birligi log-koefficiyent ólshewi ushın a dep ataladı logit, den jurnalistic unu, sol sebepli alternativ atlar. Analog modeller basqasha sigma sıyaqlı funktsiya logistik funktsiya ornına, sıyaqlı isletiliwi múmkin probit modeli; logistik modeldiń xarakteristikalaytuǵın ózgesheligi sonda, ǵárezsiz ózgeriwshilerden birin kóbeytiw, berilgen nátiyjediń koefficiyentin a ga ko'paytiradi turaqlı hár bir ǵárezsiz ózgeriwshiniń óz parametrine ıyelewi menen stavka ; ekilikke baylanıslı ózgeriwshi ushın bul koefficiyentler qatnası.