Ćw. 1. Neuron jako klasyfikator

Część obliczeniowa:

W ćwiczeniu tym będzie wykorzystany neuron do klasyfikacji samochodów. Neuron ”potrafi” ocenić dwie cechy samochodu: czy jest on nowy i czy jest ładny. Taki neuron będzie miał dwa wejścia i jedno wyjście.

SYGNAŁY WEJŚCIOWE

1 wejście x1 - wiek samochodu

2 wejście x2 - wygląd samochodu

Znaczenie poszczególnych cech jest odzwierciedlone przez odpowiednie wagi przypisane wejściom neuronu.

Zakładamy, że wagi neuronów są w przedziale <-3; 3>.

Wagi neuronów to preferencje komisów wynikające m.in. stąd, że klienci danego komisu szukają w nim specyficznych aut. Np. komis sprzedawał do tej pory głównie samochody bardzo stare, przy czym analiza sprzedaży nie wykazała wpływu wyglądu na popyt auta w tym komisie. Komis ten jest reprezentowany przez neuron o wagach w1 =3, w2 = 0.

Przykładowe wartości wag i "charakterystyka" komisu, którego one dotyczą:

WAGA w1 I wejścia "NOWY"	WAGA w2 II wejścia "ŁADNY"	Co to za neuron? Preferencje komisu
3	1	Sprzedają się tu bardzo nowe samochody; ich wygląd mało się liczy.
1	-1	Prawie wszystko jedno, ale komis „woli” nowe i ładne...
-3	3	Samochód musi być ładny i stary, wtedy się tu sprzeda.
2	3	Lubi nowe i tylko piękne auta.

Sygnały wejściowe neuronu

Informacje podawane na wejście neuronu (sygnały wejściowe) będą "mówiły" neuronowi o tym jaki samochód ”właśnie przejeżdża obok” - neuron wyrazi w odpowiedzi swoją o nim opinię. Zakładamy, że wartości sygnałów wejściowych znajdują się w przedziale <-5; 5>

Wartości na wejściach będą oznaczały, że samochód jest: brzydki i stary (-4, -5), taki sobie (-1, 1), lub nowy i ładny (4, 5). Możliwe są oczywiście wartości pośrednie, np. wartość 3 na wejściu odpowiadającym urodzie samochodu oznacza, iż auto jest ładne, ale nie rewelacyjne. Podobnie z wiekiem: jeśli za 5 przyjmiemy samochód najwyżej dwuletni, a za -5 auto z lat dwudziestych, to -2 będzie oznaczało lata pięćdziesiąte.

Jak wyglądać będzie w tym przypadku odpowiedź neuronu?

Duża dodatnia wartość na wyjściu oznacza ”entuzjazm”, duża (co do wartości bezwzględnej) wartość ujemna - ”dezaprobatę”, wartość bliska zeru - ”obojętność”.

Do jakiego komisu skierować samochód, aby były największe szanse jego sprzedaży?

Ustalenie tego jest m.in. celem tego ćwiczenia.

To, co neuron "wie", zapisane jest w wagach jego wejść. W naszym przypadku jest w nich zapisany wzorzec preferowanego samochodu. Podobnie jest w przypadku bardziej skomplikowanej sieci - cała jej wiedza mieści się właśnie w wagach.

Opis zadania do wykonania w Excel-u:

Mamy 3 komisy samochodowe (ich preferencje opisane przez 3 neurony z różną konfiguracją wag), które sprzedają samochody. Ustalić jakie samochody sprzedają się najlepiej w poszczególnych komisach. Czy wtedy gdy wejścia są równe wagom odpowiednich wejść neuronu? Uzasadnić odpowiedź.

Czynności do wykonania:

1. Utworzyć 25 różnych charakterystyk samochodów (losowo) i sprawdzić, do którego komisu powinny zostać one skierowane, tak aby szansa ich sprzedaży była jak największa (uwzględniając preferencje komisów zapisane w wagach), klasyfikacja na podstawie wartości wyjść poszczególnych neuronów.

2. Ustalenie samochodów najbardziej „preferowanych” przez poszczególne komisy (jaka jest najwyższa możliwa ocena w danym komisie?).

3. Które komisy są częściej wybierane i dlaczego? Czy są komisy, do których nie trafi żaden samochód? Odpowiedź uzasadnić.

4. Dla swojego zestawu wag przeprowadzić analizę preferencji komisów, dokładnie przedstawiając jakie samochody trafią do poszczególnych komisów. Przedstawić wykres w przestrzeni x1 i x2 w przedziale <-5;5>, zaznaczając obszary preferowane przez komisy 1, 2 i 3.

5. Wnioski.

Wstęp teoretyczny:

Opis zastosowania SN określonego w danym zestawie.

Zestawy z konfiguracją komisów do wyboru:

Zestaw	Komis 1		Komis 2		Komis 3		Część teoretyczna
		w1	w2	w1	w2	w1		w2
1	1	2	2	-2	-1	2	OCR
2	2	1	1	-3	-1	2	Przewidywanie notowań giełdowych
3	3	1	-1	3	1	-1	Wykrywanie chorób nowotworowych
4	-1	2	3	-1	2	-2	Rozpoznawanie grupy krwi
5	-2	3	1	-2	3	-3	Analiza EKG
6	-3	-1	2	-3	-1	0	Predykcja szeregów czasowych
7	0	-2	3	1	-2	1	Rozpoznawanie mowy
8	1	-3	-1	1	-3	2	Poszukiwanie złóż surowców maturalnych
9	2	0	-2	2	1	3	Problem komiwojażera
10	3	1	-3	-1	2	-3	Daktyloskopia
11	-1	2	0	-2	3	0	Prognozowanie rynków finansowych
12	-2	3	1	-3	-1	1	Bioinformatyka
13	-3	-1	2	0	-2	2	Diagnostyka uszkodzeń samochodów
14	0	-2	3	3	1	-3	Rozpoznawanie obrazów
15	1	-3	-2	-1	2	0	Prognoza pogody.
16	1	0	1	-2	3	1	Działalność marketingowa (reklama, promocja)

Opis programu, który można napisać zamiast sprawozdania

Wygenerowanie określonej przez użytkownika liczby komisów od 2-5 (z możliwością określenia preferencji komisów „wag” ). Automatyczne przydzielanie auta do komisu po wpisaniu x1 i x2.

Wygenerowanie samochodów o wszystkich możliwych x1 i x2 z przedziału <-5,5> (jest ich łącznie 121) i przydzielenie ich do komisów.

2 /2

---