آموزش شبكههاي عصبي
تا اينجا از ساختار شبكههاي عصبي صحبت كرديم. گفتيم كه شبكههاي عصبي ميتوانند بر اساس طراحي خود سيگنالهاي ورودي را پردازش كنند و به سيگنالهاي خروجي مورد نظر تبديل نمايند. به طور معمول، پس از آنكه يك شبكه عصبي طراحي و پيادهسازي شد، بايد پارامترهاي w و b (كه قبلاً معرفي كرديم) به ازاي مجموعههايي از سيگنالهاي ورودي، بهگونهاي تنظيم شوند كه سيگنالهاي خروجي شبكه خروجي مطلوب را تشكيل دهند. چنين فرايندي را آموزش ديدن شبكه عصبي مينامند (در نخستين مرحله آموزش، مقادير w و b بهطور تصادفي انتخاب ميشوند. زيرا تا اين پارامترها مقدار نداشته باشند، شبكه عصبي قابل استفاده نخواهد بود) در حين آموزش ديدن شبكه عصبي (يعني به تدريج همزمان با افزايش دفعاتي كه مقادير پارامترها براي رسيدن به خروجي مطلوبتر، تنظيم ميشوند) مقدار پارامترها به مقدار حقيقي و نهايي خود نزديكتر ميشوند.
بهطور كلي دو روش براي آموزش دادن شبكههاي عصبي وجود دارد. روش Supervised و روش Unsupervised. روش نخست، شامل مراحلي است كه در بخش قبل، بهطور مختصر تشريح شد. اما در روش Unsupervised ، شبكه عصبي بايد بدون كمك گرفتن از جهان خارج، بتواند كار آموزش را انجام دهد.
واقعيت آن است كه در عمل از روش Supervised و يا حداكثر از روشهاي تركيبي استفاده ميشود و فرايند آموزش Unsupervised به شكل خالص تنها وعدهاي است كه شايد در آينده بتواند تحقق يابد.
در حال حاضر و در كاربردهاي پيشرفته، از روش آموزش Unsupervised براي ايجاد تنظيمات اوليه بر روي سيگنالهاي ورودي شبكههاي عصبي استفاده ميشود و باقي مراحل آموزش شبكه به روش Supervised ادامه مييابد.
همانطور كه قبلاً اشاره كرديم، در روش معمول آموزش شبكههاي عصبي، از مجموعه شناختهشدهاي از دادههاي ورودي و خروجيهاي متناظر آنها (Training Set Data) براي آموزش دادن شبكه استفاده ميشود. در چنين فرايندي، پس از اعمال مجموعههاي دادههاي آموزشي، پارامترهاي شبكه به تدريج به سمت مقادير نهايي خود همگرا ميشوند.
بستههاي نرمافزاري پيشرفته توليد و طراحي شبكههاي عصبي، داراي ابزارهايي هستند كه بر روند آموزش شبكه مديريت ميكنند. چنين ابزارهايي ميتوانند سرعت همگرايي پارامترهاي شبكه را زير نظر بگيرند و به عنوان مثال، اجازه دهند كه پارامترهاي يك شبكه مشخص، در طول چندين روز به دقت كافي و مورد نظر طراحان خود برسد.
در مواردي ممكن است كه شبكه عصبي اصولاً موفق به فراگيري نشود. بدين معني كه پارامترهاي شبكه پس از زمانهاي طولاني به مقدار مشخصي همگرا نشود. چنين مواردي ممكن است بر اثر ناكافي بودن دادههاي آموزشي و يا اصولاً نقص طراحي شبكه ايجاد شوند. حتي مواردي در عمل وجود دارند كه شبكه عصبي مشخصي، بر اثر آموزش بيش از حد، اصطلاحا Over Trained شود. توجه داشته باشيد كه فرايند آموزش شبكههاي عصبي فقط به ازاي زير مجموعهاي از دادههايي كه قرار شبكه آنها را در كاربرد حقيقي خود پردازش كند، آموزش داده ميشوند. درصورتيكه تعداد دادههاي آموزشي يك شبكه عصبي بيش از اندازه زياد باشد (در واقع از تمامي دادههاي مسئله براي آموزش دادن به شبكه استفاده شود)، شبكه عصبي به جاي آنكه آموزش ببيند، به حالتي ميرسد كه به آن حفظ كردن اطلاعات ميگويند. در واقع به جاي آنكه يك شبكه عصبي براي حل مسئله از هوش خود كمك بگيرد، از محفوظات خود استفاده ميكند!
پس از آنكه يك شبكه عصبي به اندازه كافي آموزش ديد، طراح يا كاربر شبكه ميتواند پارامترهاي شبكه را قفل كند (هر چند كه در مواردي پارامترهاي شبكه آزاد گذارده ميشوند تا در طول كاربرد واقعي بازهم شبكه آموزش ببيند). در اين مرحله شبكه عصبي براي كاربرد واقعي خود و حل مسائل آماده خواهد بود. در برخي از ابزارهاي توليد و طراحي شبكههاي عصبي، كل شبكه عصبي به همراه پارامترهاي قفل شده آن، تبديل به نرمافزار مستقلي (مثلاً يك فايل dll) ميشوند كه ميتوان از آن در پروژههاي مشخصي استفاده كرد. در برخي از موارد ديگر، چنين شبكههايي پس از آموزش ديدن، به شكل سختافزاري در قالب يك مدار مجتمع (IC) به توليد انبوه يا نيمه انبوه ميرسند.
آموزش Unsupervised يا تطبيقي (Adaptive)
در مورد اين روش آموزش گفتيم كه شبكه عصبي بدون در اختيار داشتن دادههاي خروجي، در معرض آموزش قرار ميگيرد. در واقع سيستم به تنهايي و بدون كمك خارجي بايد با توجه به شكل سيگنالهاي خروجي خود، درباره درستي و نادرستي آنها تصميمگيري نمايد. در دنياي واقعي شرايط بسيار زيادي وجود دارند كه در آنها مجموعه اطلاعات كافي براي آموزش دادن به سيستم فراهم نيستند. تحقيقات نظامي يكي از گرايشهايي است كه به اين موضوع توجه دقيقي دارد. به عنوان مثال گفته ميشود كه شرايط جنگي به دليل فراواني پارامترها و تكنيكهاي نظامي متغير و پيشرفتهاي تكنولوژي نظامي، از نمونه مواردي است كه در آنها به هيچ وجه نميتوان مجموعه دادههاي آموزشي كافي به دست آورد.در اين زمينه يكي از محققان شبكههاي عصبي، به نام Tuevo Kohonen (از دانشگاه هلسينكي) فعاليتي جدي دارد. كوهنن با تحقيقات در ساختارهاي عصبي غيرمتعارف، به پژوهش در اين زمينه ادامه ميدهد. كوهنن، نرونهاي شبكهعصبي را فيلدهاي مختلفي تقسيمبندي ميكند. در روش كوهنن، نرونهاي هر فيلد “مرتب توپولوژيك” يا Topologically Ordered محسوب ميشوند (توپولوژي نام شاخهاي از رياضيات است كه در آن نگاشت از يك فضا به فضاي ديگر بدون تغيير مشخصههاي هندسي، مورد بررسي قرار ميگيرد). گروهبنديهاي سهبعدي كه در ساختار مغز پستانداران يافت شده است، نمونهاي از مرتبسازي توپولوژيك محسوب ميشوند. كوهنن معتقد است كه فقدان ملاحظات توپولوژيك در مدلهاي عصبي امروزي، باعث ميشود كه شبكههاي عصبي امروزي، مدلهاي ساده شدهاي از شبكههاي عصبي واقعي موجود در مغز محسوب شوند. در هر صورت اين حوزه از مبحث شبكههاي عصبي، هنوز در مرحله تحقيقات آزمايشگاهي قرارداد و كاربرد واقعي نيافته است.
از شما دوستان عزیز که این مطلب آموزشی را دنبال نموده اید تشکر می کنیم و شما را دعوت میکنیم که برای فراگیری هوش مصنوعی مطالب ما را دنبال کنید.این مطالب برای افزایش دانش شما در سایت قرار داده شده و کمک زیادی در یادگیری شما در انجام پروژه هوش مصنوعی خواهد نمود.
فریلنسر هستم و مهارت انجام پروژه ای را دارم!
اگر شما فریلنسر هستید و توانایی انجام پروژه ای را در یک رشته یا حوزه ای خاص دارید برای فعالیت در سایت کافه پروژه و کسب درآمد می توانید در سایت ثبت نام کنید و پروژه هایی با مهارت انتخاب خود را مشاهده کنید.جهت ثبت نام و ثبت رزومه خود در سایت از طریق دکمه پایین صفحه در سایت عضو شوید:
نحوه سفارش پروژه در سایت کافه پروژه :
اگر پروژه ای دارید که میخواهید آن را برون سپاری کنید کافی است در سایت کافه پروژه ثبت نام کنید و پروژه خود را ثبت نمایید.پروژه شما هر چه که باشد حتما مجری برای آن وجود دارد.جهت ثبت نام و ثبت سفارش پروژه خود برروی دکمه زیر کلیک نمایید.
بدون دیدگاه