Компьютер будущего

Елманов Олег (SpyDr@comail.ru)

Xakep, номер #054, стр. 054-046-1

Другое название

Альтернативный компьютер

Что такое нейрокомпьютер и с чем его подают

Думаю, ты неплохо разбираешься в женской красоте и без труда отыщешь в толпе красивую девушку. А можешь написать программку, которая бы сама отбирала симпатюль по фотографиям, например, на сайте знакомств? А по каким критериям ты их будешь отбирать? Даже самый мощный компьютер с традиционной архитектурой вряд ли справится с такой задачей. Здесь на помощь приходят нейросетевые технологии. Слышал про такие? Что-то из фантастики и "Матрицы"? Я тоже так подумал, когда в первый раз про них услышал.

Что такое нейрокомпьютер

В последнее время все чаще можно услышать слова "нейронная сеть", "нейрокомпьютер". Как ни странно, многие уже сталкивались в повседневной жизни с их работой. Системы распознавания текста, устройства считывания штрих-кода, голосовое управление, "умная" бытовая техника и многое другое.

С формальной точки зрения, нейронная сеть - это параллельная связная сеть простых элементов - нейронов, которая взаимодействует с объектом реального мира аналогично биологической нервной системе. Ее программная или аппаратная реализация называется нейрокомпьютером.

Непонятно? Тогда с самого начала.

Немного биологии

Человеческий мозг содержит порядка миллиарда вычислительных элементов, называемых нейронами. Нейроны связаны между собой. Эта сеть нейронов отвечает за все явления, которые мы называем мыслями, эмоциями, познанием и т.д.

Скорость передачи нервных импульсов между нейронами сравнительно мала, но, несмотря на это, скорость обработки информации в коре мозга огромна. Это достигается за счет того, что внешняя информация распределяется по всем нейронам и обрабатывается ими одновременно, то есть реализуется максимально распараллеленная обработка распределенной информации.

Если тебя заинтересовал состав нейронов, их типы, функции и принципы работы, на досуге зайди в библиотеку и поройся в медицинских справочниках. Там ты точно найдешь много полезного.

Так все же, что это такое?

Как ты уже догадался, нейронная сеть состоит из нейронов, соединенных между собой. Искусственный нейрон имитирует в первом приближении свойства и работу своего биологического прототипа.

Общие принципы работы искусственного нейрона можно описать так:

На вход нейрона поступает множество сигналов, выходов других нейронов. Каждый вход характеризуется некоторым весовым коэффициентом, определяющим важность поступающей по нему информации. Полученные значения суммируются, преобразуются активационной функцией и поступают на выходы нейрона.

Совокупность нейронов, связанных между собой, образует нейронную сеть. В настоящее время существует более 200 разновидностей нейронных сетей, но основной, самой распространенной и простой является многослойный перцептрон. Он состоит из слоя входных нейронов, слоя выходных нейронов и нескольких внутренних слоев, соединенных друг с другом последовательно.

Для того чтобы нейронная сеть начала корректно работать, ее необходимо обучить. Необученная нейросеть не имеет даже "рефлексов" - на любые внешние воздействия ее реакция будет хаотичной. Обучение состоит в многократном предъявлении характерных примеров до тех пор, пока она не станет давать на выходе желаемый отклик.