Það sem þú þarft að vita til að skilja breyttu tækni í kringum þig
Taugakerfi eru tölvuhreyfingar af tengdum einingum eða hnútum sem eru hönnuð til að senda, vinna og læra af upplýsingum (gögnum) á svipaðan hátt og hvernig taugafrumur (taugafrumur) virka hjá mönnum.
Artificial tauga netkerfi
Í tækni eru taugakerfi oft nefnt gervi taugakerfi (ANNs) eða tauga net til að greina frá líffræðilegum taugakerfinu sem þau eru fyrirmynduð eftir. Helstu hugmyndin að baki ANNs er að heilinn er flóknasta og greindur "tölvan" sem er til staðar. Með því að líkja ANNs eins vel og hægt er við uppbyggingu og kerfi upplýsingavinnslu sem heilinn notar, vona vísindamenn að búa til tölvur sem nálgast eða bera mannlegt upplýsingaöflun. Taugakerfi eru lykilþáttur í núverandi framfarir í gervigreind (AI), vélnám (ML) og djúpt nám .
Hvernig taugakerfi virka: samanburður
Til að skilja hvernig taugakerfi virkar og munurinn á tveimur tegundum (líffræðileg og gervigögn), skulum nota dæmi um 15 hæða skrifstofuhúsnæði og símalínur og skiptiborð sem leiðin hringja í gegnum bygginguna, einstaka hæða og einstaka skrifstofur. Sérhver skrifstofa í 15 hæða skrifstofuhúsinu okkar táknar taugafruma (hnút í tölvuneti eða taugafrumum í líffræði). Byggingin sjálft er uppbygging sem inniheldur safn af skrifstofum raðað í 15 manna kerfi (taugakerfi).
Notkun á dæmi um líffræðilega taugakerfi, skiptiborðið sem fær símtöl, hefur línur til að tengjast hvaða skrifstofu sem er á hvaða hæð sem er í öllu húsinu. Að auki hefur hvert skrifstofa línur sem tengja það við hvert annað skrifstofu í öllu húsinu á hvaða hæð sem er. Ímyndaðu þér að hringt sé í (inntak) og skiptiborðið flytur það á skrifstofu á 3. hæð, sem sendir það beint á skrifstofu á 11. hæð, sem þá sendir það beint á skrifstofu á 5. hæð. Í heila getur hver tauga eða taugafrumur (skrifstofa) beint tengst öðrum taugafrumum í kerfinu eða taugakerfinu (byggingunni). Upplýsingar (símtalið) er hægt að senda öðrum taugafrumum (skrifstofur) til að vinna eða læra það sem þarf þar til svar eða upplausn (framleiðsla) er til staðar.
Þegar við beitum þessu dæmi við ANNs, verður það svolítið flóknara. Hvert gólf hússins krefst eigin skiptiborðs, sem getur aðeins tengst skrifstofum á sömu hæð, svo og skiptiborð á gólfum fyrir ofan og neðan. Hvert skrifstofa getur aðeins tengst beint við aðrar skrifstofur á sömu hæð og skiptiborð fyrir þá hæð. Öll ný símtöl verða að byrja með skiptiborðinu á 1. hæð og verður flutt á hverja hæð í tölulegu röð upp á 15. hæð áður en símtalið er lokið. Við skulum setja það í gang til að sjá hvernig það virkar.
Ímyndaðu þér að hringt sé í (inntak) í 1. hæð á skiptiborðinu og er sent á skrifstofu á 1. hæð (hnút). Símtalið er síðan flutt beint á milli annarra skrifstofa (hnúta) á 1. hæð þar til það er tilbúið til að senda á næstu hæð. Síðan verður símtalið sent aftur á 1. hæð á skiptiborðinu, sem þá sendir það á 2. hæð. Þessar sömu skref endurtaka eina hæð í einu, þar sem símtalið er sent í gegnum þetta ferli á hverjum einasta hæð alla leið upp á hæð 15.
Í ANNA eru hnúður (skrifstofur) raðað í lög (gólf hússins). Upplýsingar (símtal) koma alltaf inn í inntakslög (1. hæð og skiptiborð) og verður að senda í gegnum og vinna með hverju lagi (hæð) áður en það getur farið yfir í næsta. Hvert lag (gólf) vinnur nákvæmlega um það símtal og sendir niðurstöðu ásamt símtalinu í næsta lag. Þegar símtalið nær framleiðslulaginu (15. hæð og skiptiborð) inniheldur það vinnsluupplýsingarnar frá lögum 1-14. Hnúðurnar (skrifstofur) á 15. laginu (hæð) nota inntak og vinnsluupplýsingar frá öllum öðrum lögum (gólfum) til að fá svar eða upplausn (framleiðsla).
Tauga net og vél nám
Taugakerfi eru ein tegund af tækni undir námskeiðinu í vélinni. Reyndar hefur framfarir í rannsóknum og þróun taugakerfa verið vel tengd við ebbs og framfarir í ML. Taugakerfi stækka gagnavinnslugetu og auka computing máttur ML, auka magn gagna sem hægt er að meðhöndla en einnig getu til að framkvæma flóknari verkefni.
Fyrsta skjalfesta tölvu líkanið fyrir ANNs var stofnað árið 1943 af Walter Pitts og Warren McCulloch. Upphafleg áhugi og rannsóknir í taugakerfinu og vélnema lækkaði að lokum og var meira eða minna skellt árið 1969, með aðeins litlum springum af endurnýjuðum áhuga. Tölvur tímans voru einfaldlega ekki nógu hratt eða nógu stórir örgjörvum til að fara fram á þessum sviðum frekar og mikill fjöldi gagna sem þarf til ML og tauga net var ekki í boði á þeim tíma.
Miklar aukningar í tölvunarafl með tímanum ásamt vexti og stækkun á internetinu (og þannig aðgang að miklu magni af gögnum um internetið) hefur leyst þau fyrstu viðfangsefni. Taugakerfi og ML eru nú að leiðarljósi í tækni sem við sjáum og notum á hverjum degi, svo sem andlitsgreiningu , myndvinnslu og leit og þýðingar í rauntíma - til að nefna aðeins nokkrar.
Neural Network Dæmi í daglegu lífi
The ANN er nokkuð flókið efni í tækni, en það er þess virði að taka nokkurn tíma að kanna vegna vaxandi fjölda leiða sem hefur áhrif á líf okkar á hverjum degi. Hér eru nokkur dæmi um hvernig taugakerfi eru notuð af mismunandi atvinnugreinum:
- Fjármál: Taugakerfi eru notuð til að spá fyrir um gengi gjaldmiðla. Þeir eru einnig notaðir í tækni á bak við sjálfvirkar viðskiptakerfi sem notaðar eru á hlutabréfamarkaðnum.
- Lyf: Myndvinnsluhæfileiki taugakerfa hefur stuðlað að tækni sem hjálpar nákvæmari að skanna fyrir og greina snemma stig og erfitt að greina tegundir krabbameins. Ein slík tegund krabbameins er ífarandi sortuæxli, alvarlegasta og banvænasta húðkrabbamein. Að greina frábrigði sortuæxla á fyrri stigum, áður en það hefur breiðst út, gefur sjúklingum með þessa tegund krabbameins bestu möguleika á að slá það.
- Veður: Hæfni til að greina andrúmsloft breytingar sem benda til hugsanlega alvarlegra og hættulegra veðurfars eins fljótt og auðið er og mögulegt er, er nauðsynlegt til að bjarga lífi. Taugakerfi taka þátt í rauntímavinnslu gervitungl- og ratsjámynda sem ekki aðeins greina snemma myndun fellibylja og hringlaga en einnig greina skyndilegar breytingar á vindhraða og stefnu sem bendir til myndunar tornado. Tornadoes eru nokkrar af sterkustu og hættulegustu veðurviðburði á skrá - oft skyndileg, eyðileggjandi og banvæn en fellibylur.