نورون در یادگیری ماشین

ﻣﻐﺰ اﻧﺴﺎن از ﻧﻮرون ﻫﺎ ﺗﺸﮑﯿﻞ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﯾﮏ ذره رﯾﺰ ﻣﻐﺰ در ﺣﺪود اﻧﺪازه ﯾﮏ داﻧﻪ ﺑـﺮﻧﺞ در ﺑـﺮﮔﯿﺮﻧﺪه 10 ﻫﺰار ﻧﻮرون اﺳﺖ. ﻫﺮ ﻧﻮرون ﺣـﺪود 6 ﻫـﺰار اﺗﺼـﺎل ﺑـﺎ ﻧـﻮرون ﻫـﺎي دﯾﮕـﺮ دارد. اﯾـﻦ ﺷـﺒﮑﻪ ﺑﯿﻮﻟﻮژﯾﮑﯽ ﻋﻈﯿﻢ ﻣﺎ را ﻗﺎدر ﻣﯽ ﺳﺎزد ﺗﺎ ﺟﻬﺎن ﭘﯿﺮاﻣﻮن ﺧﻮد را ﺗﺠﺮﺑﻪ ﻧﻤﺎﯾﯿﻢ. ﻫﺪف اﯾﻦ ﺑﺨﺶ اﺳـﺘﻔﺎده از ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻃﺒﯿﻌﯽ ﺑﺮاي ﺳﺎﺧﺖ ﻣﺪل ﻫﺎي ﯾﺎدﮔﯿﺮي ﻣﺎﺷﯿﻨﯽ اﺳﺖ؛ ﻣﺪل ﻫـﺎﯾﯽ ﮐـﻪ ﺑﺘﻮاﻧﻨـﺪ ﻣﺴـﺄﻟﻪ ﻫـﺎ را ﺑـﻪ ﺷﯿﻮه اي ﻗﯿﺎس ﭘﺬﯾﺮ ﺣﻞ ﻧﻤﺎﯾﻨﺪ. ﻧﻮرون ﺑﺮاي درﯾﺎﻓﺖ اﻃﻼﻋﺎت از ﺳﺎﯾﺮ ﻧﻮرون ﻫﺎ، راﯾﺎﻧﺶ اﻃﻼﻋﺎت ﺑﻪ روش واﺣﺪ و ارﺳﺎل ﻧﺘﺎﯾﺞ ﺑـﻪ ﺳﺎﯾﺮ ﻧﻮرون ﻫﺎ ﺑﻬﯿﻨﻪ ﺳﺎزي ﺷﺪه اﺳﺖ. اﯾﻦ ﻓﺮآﯾﻨﺪ در ﻗﺎﻟﺐ ﺷﮑﻞ ﺑﻪ ﺗﺼﻮﯾﺮ ﮐﺸﯿﺪه ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻧﻮرون ورودي ﺧﻮد را از ﻃﺮﯾﻖ ﺳﺎﺧﺘﺎري ﺷﺒﯿﻪ آﻧﺘﻦ ﺑـﻪ ﻧـﺎم “دﻧـﺪرﯾﺖ ” درﯾﺎﻓـﺖ ﻣـﯽ ﻧﻤﺎﯾـﺪ . ﻫـﺮ ﯾـﮏ از اﯾـﻦ اﺗﺼﺎل ﻫﺎي ورودي ﺑﺮاﺳﺎس ﻣﯿﺰان اﺳﺘﻔﺎده از آن ﻫﺎ ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﻨﺪ ﻗﻮي ﯾﺎ ﺿﻌﯿﻒ ﺑﺎﺷﻨﺪ. ﻗﺪرت ﻫﺮ اﺗﺼﺎل اﺳﺖ ﮐﻪ ﺗﻌﺎﻣﻞ ورودي ﺑﺎ ﺧﺮوﺟﯽ ﻧﻮرون را ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣـﯽ ﮐﻨـﺪ . اﻃﻼﻋـﺎت ﺑﺮاﺳـﺎس ﻗـﺪرت اﺗﺼـﺎل ﻫـﺎي ﻣﺮﺑﻮﻃـﻪ وزن دﻫﯽ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ. ورودي ﻫﺎﯾﯽ ﮐﻪ از ﺟﺴﻢ ﺳﻠﻮﻟﯽ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪه اﻧﺪ ﺑﺎ ﻫﻢ ﺟﻤﻊ ﺷﺪه و ﺳﭙﺲ اﯾﻦ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ  در ﻗﺎﻟﺐ ﯾﮏ ﺳﯿﮕﻨﺎل ﺟﺪﯾﺪ در ﻃﻮل آﮐﺴﻮن ﺳﻠﻮﻟﯽ اﻧﺘﺸﺎر ﯾﺎﻓﺘﻪ و ﺑﻪ ﺳﺎﯾﺮ ﻧﻮرون ﻫﺎ ﻓﺮﺳﺘﺎده ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ.

ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر درك ﺑﻬﺘﺮ ﻋﻤﻠﮑﺮد ﻧﻮرون ﻫﺎ در ﻣﻐﺰ اﻧﺴﺎن ﻫﺎ، آن را ﺑﻪ ﺻﻮرت ﯾﮏ ﻣﺪل ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ ﻧﻤـﺎﯾﺶ ﻣﯽ دﻫﯿﻢ. ﻗﺎﺑﻠﯿﺖ ﺑﺰرگ ﻧﻤﺎﯾﯽ اﯾﻦ ﻣﺪل در ﯾﮏ ﺳﯿﺴﺘﻢ راﯾﺎﻧﻪ اي وﺟﻮد دارد ﮐﻪ در ﻗﺎﻟﺐ ﺷﮑﻞ اراﯾـﻪ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻧﻮرون ﻫﺎي ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻃﺒﯿﻌﯽ آن ﻫﺎ داراي ورودي ﻫـﺎي ﻫﺴـﺘﻨﺪ.

ﻫﺮ ﯾﮏ از اﯾﻦ ورودي ﻫﺎ ﺑﻪ وزن ﻣﺸﺨﺺ ﺿﺮب ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ. اﯾﻦ ورودي ﻫﺎي وزﻧـﯽ ﺑـﺎ ﻫـﻢ ﺟﻤﻊ ﻣﯽ ﺷﻮﻧﺪ ﺗﺎ ﯾﮏ ﺗﺎﺑﻊ ﻧﻮروﻧﯽ را اﯾﺠﺎد ﻧﻤﺎﯾﻨﺪ. در ﺑﺴﯿﺎري از ﻣﻮارد اﯾﻦ ﺗﺎﺑﻊ ﺷﺎﻣﻞ ﯾﮏ ﭘﯿﺶ ﻗﺪر ﺛﺎﺑﺖ اﺳﺖ (در ﺷﮑﻞ ﻧﺸﺎن داده ﻧﺸﺪه اﺳﺖ). ورودي ﻫﺎي وزﻧﯽ ﺟﻤﻊ ﺷﺪه، از ﯾﮏ ﺗﺎﺑﻊ ﻋﺒـﻮر ﻣـﯽ ﻧﻤﺎﯾﻨـﺪ ﺗـﺎ ﺧﺮوﺟﯽ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺷﻮد. ﺗﻮﺟﻪ داﺷﺘﻪ ﺑﺎﺷﯿﺪ ﮐﻪ ﺑﺤﺚ ﻫﺎي رﯾﺎﺿﯽ ﻣﻄﺮح ﺷﺪه ﺑﻪ ﻧﻮرون ﻫﺎي دﯾﮕـﺮ اﻧﺘﻘﺎل ﯾﺎﺑﺪ.

نرون ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ را ﻣﯽ ﺗﻮان در ﻓﺮم ﺑﺮداري ﻧﯿﺰ ﻋﻤﻠﯿﺎﺗﯽ ﻧﻤﻮد. ﻓﺮض ﮐﻨﯿﺪ ﮐﻪ ﻗﺮار اﺳﺖ ورودي ﻫﺎ  را ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺑﺮدار و وزن ﻧﻮرون ﻫﺎ را ﺑﻪ ﻋﻨﻮان ﺑـﺮدار ﻓﺮﻣﻮﻟﻪ ﻧﻤﺎﯾﯿﻢ. ﻣﯽ ﺗﻮاﻧﯿﻢ ﺧﺮوﺟﯽ ﻫﺎي ﻧﻮرون را ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻧﺸﺎن دﻫـﯿﻢ ﮐـﻪ در آن
ﻣﻌﺮف ﻋﺒﺎرت ﻣﻮرب اﺳﺖ. در واﻗﻊ، ﻣﺤﺎﺳﺒﻪ ﺧﺮوﺟﯽ ﺑﺮاي ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺗﺎﺑﻊ ﻣـﯽ ﺗﻮاﻧـﺪ ﺑـﺎ اﺿـﺎﻓﻪ ﮐـﺮدن ﺿـﺮب ﻧﻘﻄﻪ اي ورودي و ﺑﺮدارﻫﺎي وزﻧﯽ ﺑﻪ ﻋﺒﺎرت ﻣﻮرب اﻧﺠﺎم ﺷﻮد.

 

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *