Возможность решения простых задач классификации непосредственно одним нейроном
Представим себе, что необходимо решать задачу определения пола студентов по их внешне наблюдаемым признакам.
Есть, конечно, и более надежные способы, но мы их рассматривать не будем, т.к. они требуют дополнительных затрат для получения исходной информации и превращают задачу в тривиальную.
Поэтому будем рассматривать такие описательные шкалы и градации:
1. Длина волос: длинные, средние, короткие.
2. Наличие брюк: да, нет.
3. Использование духов или одеколона:
да, нет.
Составим таблицу для определения весовых коэффициентов (таблица 33). Пусть столбцы этой таблицы соответствуют состояниям нейрона, а строки – дендритам, соединенным с соответствующими органами восприятия, которые способны устанавливать наличие или отсутствие соответствующего признака.
Тогда один из простейших способов определить значения весовых коэффициентов на дендритах будет заключаться в том, чтобы на пересечениях строк и столбцов просто проставить суммарное количество студентов в обучающей выборке, обладающих данным признаком.
Таблица 33 – ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСОВЫХ
КОЭФФИЦИЕНТОВ НЕЙРОНОВ НЕПОСРЕДСТВЕННО
НА ОСНОВЕ ЭМПИРИЧЕСКИХ ДАННЫХ
| Описательные шкалы и градации | Классификационные шкалы и градации | ||||
| Юноши | Девушки | ||||
| Длина волос: | |||||
| – длинные | 5 | 15 | |||
| – средние | 10 | 10 | |||
| – короткие | 15 | 5 | |||
| Наличие брюк: | |||||
| – да; | 30 | 10 | |||
| – нет | 0 | 20 | |||
| Использование духов или одеколона: | |||||
| – да; | 5 | 20 | |||
| – нет | 25 | 10 |
Если нейрон должен выдавать высокий выходной сигнал, когда на входе ему предъявляется юноша и низкий – когда девушка, то весовые коэффициенты на дендритах берутся из столбца: "Юноши". И наоборот, если нейрон должен выдавать высокий выходной сигнал, когда на входе ему предъявляется девушка и низкий – когда юноша, то весовые коэффициенты на дендритах берутся из столбца: "Девушки".
Можно представить себе сеть из двух нейронов, в которой весовые коэффициенты на дендритах взяты из столбцов: "Юноши" и "Девушки".
Большее количество нейронов для решения данной задачи будет избыточным. Его имеет смысл использовать в том случае, когда мы хотим повысить надежность идентификации объектов нейронной сетью и различные сходные по смыслу нейроны будут использовать независимые друг от друга рецепторы.
Например, если мы не только видим идентифицируемый объект, но можем его и обонять, и ощупывать, то это повышает надежность его идентификации. В этом состоит общепринятый в физике критерий реальности – принцип наблюдаемости, согласно которому объективное существование установлено для тех объектов и явлений, существование которых установлено несколькими, по крайней мере, двумя, независимыми способами.
В общем случае в нейронной сети каждому классу (градации классификационной шкалы) будет соответствовать один нейрон и объект, признаки которого будут измерены рецепторами на входе нейронной сети, будет идентифицирован сетью как класс, соответствующий нейрону с максимальным уровнем сигнала на выходе.
Психологические тесты обычно позволяют тестировать респондента сразу по нескольким шкалам. Очевидно, нейронные сети, реализующие эти тесты, будут иметь как минимум столько нейронов, сколько шкал в психологическом тесте.
