Каниа Алексеевич Кан - Нейронные сети. Эволюция

Каниа Алексеевич Кан
Нейронный сети. Эволюция

SelfPub; 2018

Аннотация
Эта книга предназначена для всех, кто хочет разобраться в том, как устроены
нейронные сети. Для тех читателей, кто хочет сам научиться программировать
нейронные сети, без использования специализированных библиотек машинного обучения.
Книга предоставляет возможность с нуля разобраться в сути работы искусственных
нейронов и нейронных сетей, математических идей, лежащих в их основе, где от вас не
требуется никаких специальных знаний, не выходящих за пределы школьного курса в
области математики.

Пролог

Технология искусственных нейронных сетей
С течением времени, по сегодняшний день, человечество сделало не мало для того
чтоб приспособится самому и приспособить окружающий мир под себя. Было сделано
немало научных открытий, инженерных изобретений, на основе которых создавались целые
отрасли промышленности (машиностроение, энергетика, цифровые технологии и т.д.),
которые значительно облегчили жизнь людей.
Но двигаясь вперед, все более актуален вопрос эффективного управления созданным
хозяйством. Сегодня, для того чтобы человечеству хватило ресурса для освоения нового и
развития уже созданного, требуется новые технологии, которые могли бы справиться с
поставленной задачей более эффективно, значительно облегчая и даже заменяя труд людей.
Одной из таких технологий призвана стать – технология искусственных нейронных
сетей, идея которой заключается в том, чтобы максимально близко смоделировать работу
человеческой нейронной системы, так же эффективно обучаться и исправлять ошибки.
Можно сказать, что главная особенность ИНС – способность самостоятельно обучаться и
действуя на основании предыдущего опыта, с каждым разом делать все меньше ошибок.
Как пример применения ИНС, можно привести сферу охранного видеонаблюдения –
где система искусственных нейронных сетей распознаёт присутствие людей в ненадлежащих
зонах, забытые вещи, идентифицируя по лицу личность человека, отпечаткам пальцев и т.д.
Ну а об автопилоте в автомобиле думаю наслышаны все, уже сегодня они колесят на
просторах дорог в разных странах, пускай хоть и пока в качестве эксперимента, но это уже
реальность! Конечно же, это далеко не всё чем ограничиваются искусственные нейронные
сети. Их возможности поистине безграничны. Многие эксперты в сфере технологий,
называют технологию ИНС – одной из ключевых технологий будущего.

Введение
Цель книги. Для кого она предназначена
Цель книги – объяснить, как устроены и работают нейронные сети, на простом и
понятном, даже для школьника старших классов, языке!
Эта книга предназначена для всех, кто хочет разобраться в том, как устроены
нейронные сети. Для тех читателей, кто хочет сам научиться программировать нейронные
сети, без использования специализированных библиотек машинного обучения.
Книга предоставляет возможность с нуля разобраться в сути работы искусственных
нейронов и нейронных сетей, математических идей, лежащих в их основе, где от вас не
требуется никаких специальных знаний в области математики, не выходящих за пределы
школьного курса.
Для улучшения восприятия информации, в книге сознательно избегается терминология,
как например – персептроны, конволюция и так далее, так как приоритетом в данной книге
является понимание принципа работы искусственных нейронных сетей, а не заучивание
терминов.

Что мы будем делать
Самым разумным подходом для понимания развития технологии искусственных
нейронных сетей, будет её биологическая интерпретация. Которая конечно же, в этой книге,
не будет претендовать на историческую достоверность.
Мы будем представлять рождение и изменение искусственных нейронов и их
взаимодействие между собой – по аналогии с эволюцией биологических видов. Как и в
природе, движение от простейших организмов к более сложным, мы начнем с рождения

простейшего искусственного нейрона (с одним входом и выходом), используя для его работы
(жизнедеятельности), простейший математический аппарат.
В дальнейшем, задачи, которые должен решать искусственный нейрон, будут
становится сложнее. Для их решения нам потребуется эволюционировать наш создан ный
нейрон. Добавляя новые входы, или убирая ненужные, наподобие того, как это происходит в
живой природе (например --">