Neuronale Netze
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Neuronale Netze und ihr Nutzen für Programmierer Neuronale Netze und ihr Nutzen für Programmierer oder „Eine Ratte lernt fliegen“ Maximilian Haupt 17.01.2008 Gliederung ● Motivation ● Grundlagen ● Umsetzung ● Anwendung ● Zusammenfassung ● Quellen Motivation 1 ● ● Menschen und Tiere können ... – ... Muster erkennen und einordnen – ... Dinge erlernen Computerprogramme: fester Algorithmus Motivation 2 ● Lernfähig ● Menschlichkeit ● Parallelität ● Hohe Fehlertoleranz (verteiltes Wissen) ● Robustheit gegen Rauschen Grundlagen 1 – Gehirnaufbau ● Neuronen und Synapsen ● Verbindung zu Muskeln und Nervenbahnen Grundlagen 2 – Das Neuronale Netz ● Zusammenschaltung von Neuronen – ⇒ Gehirn – massiv paralleles Netzwerk – gekoppelt mit Ein­ und Ausgängen – erkennt Muster am Eingang – legt Entscheidungen an Ausgang Grundlagen 4 – einfaches Beispiel ● XOR Funktion als Neuronales Netz Grundlagen 4 ­ Lernen ● Neuronale Netze müssen trainiert werden ● Verschiedene Möglichkeiten: – Überwachtes Lernen – Bestärkendes Lernen – Unüberwachtes Lernen Grundlagen 5 ­ Beschränkungen ● Über­/Untertrainierung ● Lernaufwand ● Problem unbekannt Umsetzung 1 – Patternerkennung ● 3­lagiges künstliches Neuronales Netz ● 54 Eingänge und 9 Ausgänge ● Erkennt 9 verschiedene antrainierte Pattern Umsetzung 2 – Demo Umsetzung 3 ­ Aufbau Anwendung 1 – Lebensformen ● Natural History Museum ● DAISY (Digital Automated Identification System) ● Kennt 70 Millionen Lebensformen in Bildern Anwendung 2 ­ Kreditkartenbetrug ● VISA ● Kreditkartenbetrug erkennen & minimieren ● Feedback von Besitzer ● 164 Millionen $ in 5 Jahren gespart Anwendung 3 ­ Suchverbesserung ● RankNet bei MSN ● Qualitativ hochwertigere und autorisierte höheres Ranking ● Bessere Suchergebnisse Anwendung 4 – Eine Ratte lernt fliegen 1 ● Universität Florida ● Nervenzellen von Ratten mit Elektroden verbunden ● Signale senden und empfangen möglich Anwendung 4 – Eine Ratte lernt fliegen 2 Anwendung 4 – Eine Ratte lernt fliegen 3 ● Kampfjet bei Hurricane Windstärke ● Über 1 Jahr Lebenserwartung ● Leichte Herstellung ● (Fehl­)Funktion vom Gehirn verstehen ● Einsatz in autonomen Systemen Zusammenfassung ● Computer können „denken“ menschlicher ● Abnahme „intelligenter“ Aufgaben ● Hohes Forschungspotential ● Falsche Richtung? Quellen ● http://nn.makz.net/ch_6.html Fragen ● Fragen? ● Vielen Danke für die Aufmerksamkeit!
