Neyron tarmoqlardan foydalangan holda aqlli boshqaruv tizimlari

1.NEYRON TARMOQLARDAN FOYDALANGAN HOLDA AQLLI
BOSHQARUV TIZIMLARI
1.1 Sun'iy neyron tarmoqlari: muammo tarixi
Neyron tarmoqlari" tushunchasi 20-asrning 40-larida miya nörobiyologlari va neyroanatomalar orasida miya nöro hujayralarining tanasi va funktsional xususiyatlarini o'rgangan. Asosiy natijalar inson asab tizimining tuzilishi va funktsiyalarini o'rganish orqali olingan. Ular miyaning "simi" da ko'p vaqt sarfladilar, ammo ego faoliyati haqida juda kam ma'lumotga ega bo'lishdi. Tadqiqot jarayonida miyaning ajoyib murakkabligi (taxminan 100 milliard neyron va bir necha trillion birikma) borligi aniqlandi. Neyronlarning ishlashi haqidagi g'oyalarni chuqurlashtirish tadqiqotchilarga o'zlarining nazariyalarini tekshirishning turli matematik modellarini yaratishga imkon berdi. Sun'iy neyron tarmoqlari (NS) deb ataladigan bo'lib, ular birgalikda ishlash uchun bir-biriga bog'langan elementar neyroga o'xshash axborot konvertorlari (neyronlar) to'plamidir. Barcha tadqiqotlar inson yoki hayvonlarning eksperimentlariga jalb qilinmasdan kompyuterda ham amalga oshirilishi mumkin. Shuningdek
turli maqsadlarni belgilaydigan neyron modellashtirish sohalari:
1) inson asab tizimining fiziologiya va psixologiya darajasida ishlashini tushunish ("neyrobiologik boshqaruv" deb ataladi);
2) miya funktsiyalariga o'xshash funktsiyalarni bajaradigan NSni yaratish (pragmatik yoki "texnik", yo'nalish).
Neyronning birinchi rasmiy matematik modeli 1943da mashhur amerikalik fiziolog Uorren Mak-Calloch va uning 19 yoshli talabasi Valter Pitts (FK. Pitts). Shu bilan birga, ular "asab tizimining har qanday funktsiyasi, so'zlarning yakuniy soni yordamida mantiqiy ravishda ifodalanishi mumkin, ma'lum bir qator rasmiy neyronlardan tashkil topgan tarmoq tomonidan amalga oshirilishi mumkin" [1].
1949 yilda kanadalik psixolog D. Xebb (D. Hebb) biologik neyron modeli va uning sinaptik aloqalari tarozilarini o'rgatish qoidasi taklif qilindi, bu NS nazariyasi asoslarini shakllantirishda muhim rol o'ynadi

• 
  
• 
  Aqlli boshqaruv tizimlari: monosyllabic NSda foydalanish nazariyasi va amaliyoti "istisno yoki"mantiqiy funktsiyasini amalga oshiradigan chastotada juda ko'p oddiy vazifalarni hal qila olmaydi. Ular tomonidan tasdiqlangan teoremalarning ishonchliligi, ilmiy dunyoda ularning yuksak vakolatlari, aslida kitobda berilgan jumlalar (perseptroni "foydasiz" deb ataladigan jumlalar) moliyalashning keskin pasayishi tufayli ushbu yo'nalishdagi tadqiqotlarni rivojlantirishga salbiy ta'sir ko'rsatdi.NS mavzusiga eng katta qiziqish 10 yildan kattaroq bemorlar tomonidan ko'rsatildi. Shu bilan birga, u o'tgan asrning 70-larida NS va ularni o'rganish algoritmlarini qurish sohasidagi ishlar faqat G'arbdagi ayrim ixlosmandlarning sa'y-harakatlari bilan amalga oshirilganligini ta'kidlaydi (masalan, 19-asr). O'tish: Saytda Harakatlanish, Qidiruv Anderson va boshq.), shuningdek, sovet Ittifoqidagi taniqli ilmiy maktablar doirasida. Asosiy natijalar
  

algoritmni qurish boshqa amerikalik olim P. Verbosga (R. Werbos) tegishli bo'lib, u 1974 da doktorlik dissertatsiyasida xuddi shunday algoritmdan foydalangan [14]. O'tgan asrning 80-larining o'rtalarida paydo bo'lgan nsga bo'lgan qiziqish bugungi kunda barqaror saqlanib qolmoqda. "Neyroinformatika", "neyromatematika", "neyrokibernetika"tushunchalari mustahkam qo'llanildi. Har yili mamlakatimizda va xorijda intellektual neyroset tizimlarini ishlab chiqish va joriy etish muammolariga bag'ishlangan ko'plab xalqaro ilmiy-texnik anjumanlar o'tkazilmoqda. Ushbu tizimlarning ko'lami doimiy ravishda kengayib bormoqda: tibbiyot, moliyaviy faoliyat va qurilish - murakkab aviatsiya va kosmik ob'ektlarni boshqarishga [15]. Mamlakatimizda 1992 yildan boshlab "neyro-kompyuterlar: ishlab chiqish va qo'llash"davriy jurnali nashr etilmoqda. 2000dan beri professor A. I. Galushkinning umumiy tahririda "neyrokompyuterlar va ulardan foydalanish" kitoblari seriyasini chiqaradi. Ayni paytda hisoblash tizimlari sinfida ixtisoslashgan va universal neyrokompyuterlar ilmiy-tadqiqot instituti, tegishli neyroset mantiqiy asoslari [18]. Neyrokompyuterlar yaqin kelajakda bir protsessorli va ko'p protsessorli kompyuterlarning boshqa turdagi arxitekturalarini o'zaro munosabatlar mezoniga ko'ra oshib borishi taxmin qilinadi ishlash-xarajat
1.2 Miya neyronlarini modellashtirish Inson miyasi axborotni qayta ishlash uchun mavjud tizimlarning eng murakkabidir. 1011 aloqalari bilan bir-biriga bog'langan 1015 neyronlari mavjud. Neyronning noyob qobiliyati miyaning aloqa tizimini tashkil etuvchi nerv yo'llari orqali elektrokimyoviy signallarni qabul qilish, qayta ishlash va uzatishdir. Amerikalik olim Stafford bir shunday deb yozgan edi: "miya ... hisoblash mashinasi, miniatyura, kamroq tezkor va an'anaviy kompyuterlarga qaraganda ancha moslashuvchan bo'lishi mumkin. Ushbu jonli hisoblash mashinasi uch funt (~ 1361 g) og'irlikdagi elektrokimyoviy qurilma bo'lib, glyukoza energiyasidan foydalangan holda 25 vatt quvvatni rivojlantiradi va 10 milliard mantiqiy element bilan ishlaydi. Shu bilan birga, miya juda ishonchli: har kuni 105 neyronlari o'ladi va miya ishlashni davom ettiradi. Katta hajmdagi axborotni qayta ishlash miya tomonidan juda tez amalga oshiriladi,
Sxematik tarzda, biologik neyronning tuzilishi shakl. 1.1.

Neyronning tanasi (Somu), kirishlar (dendritlar), chiqish (akson) va uning oxiri bor. Soma bir necha o'nlab mikronlarning oqsoqollar hajmiga ega. Dendritlarning uzunligi bir necha mm ga yetishi mumkin, ular neyronning atrofiga kirib, kuchli dallanadi. Akson uzunligi o'n santimetrni tashkil qilishi mumkin. Soma va dendritlarda sinap-Sami deb ataladigan boshqa nerv hujayralaridan kelgan aksonlarning oxiri bor. Sinapslar tomonidan qabul qilingan kirish signallari neyronning tanasiga olib keladi. Ushbu signallar sinaps turiga qarab ijobiy yoki salbiy (ogohlantiruvchi yoki inhibitiv) bo'lishi mumkin. Neyronning Soma ichidagi umumiy qo'zg'alish ba'zi chegaralardan oshib ketganda, neyron boshqa neyronlarga akson orqali signal yuboradi. Akson tomonidan in-shakllantirish uzatish amplituda kuchlanish puls (50 ... 150) mb. Impulsning uzatish tezligi 0,5 m/s dan (qisqa aksonlarda) 100 m/s ga (uzoq aksonlarda) farq qiladi. Xulq-atvorni tasvirlaydigan birinchi model

ular hayajonli. Kutish-kutish eshigining o'zgarishlariga ruxsat beriladi. Yana bir muhim farq - neyronlarning kirishlari o'rtasidagi o'zaro aloqani amalga oshiruvchi taqiqlovchi kirishni joriy etish. Shunday qilib, rasmiy neyron axborotni qayta ishlash bilan bog'liq bo'lgan biologik neyronning xususiyatlarini aks ettiruvchi mavhum mantiqiy element hisoblanadi. Ikki tomonlama signallar (tormozlash yozuvlari va kechikish hisobisiz) uchun Mak-Kallok-Pittsning rasmiy neyronining diagrammasi quyidagicha ifodalanishi mumkin

(shakl. 4.2, a).Начало формы

Конец формы