img020

20

2.5. Narzędzia realizacji sieci neuronowych

oryginalne podejście do zagadnień modelowania, niekiedy istotnie odmienne od tradycyjnych metod stosowanych przy modelowaniu innych systemów dynamicznych. Warto dodać, że badania sieci neuronowych, które prowadzone są od 1971 roku w Instytucie Automatyki AGH dotyczą właśnie tego aspektu.

W dziedzinie sieci neuronowych z całą pewnością nie powiedziano jeszcze ostatniego słowa. Pojawiają się wciąż nowe, odmienne od wyżej omawianych, koncepcje struktur sieci, prezentowane są nowe pomysły na temat modeli elementów. Tworzone są nowe zastosowania i więcej jest wciąż jeszcze spraw nic rozwiązanych i tematów wartych podjęcia i rozpracowania. Z kolei z faktu, że problematykę sieci neuronowych podejmują wszystkie liczące się ośrodki naukowe na całym świccie wynika, że jest to tematyka niosąca frapujące i obiecujące zagadnienia naukowe, zaś z faktu, że laboratoria badające sieci neuronowe utworzyły wszystkie czołowe firmy zajmujące się elektroniką i informatyką (Intel, Texas Instruments, IBM, Bell — by wymienić tylko niektóre ze znanych ośrodków tego typu) wyciągnąć można wniosek, że tematyka ta warta jest wysiłku, gdyż firmy te nie zwykły inwestować w niepewne interesy.

Jest wręcz nieodzowne, aby w tym zbiorowym zainteresowaniu sieciami neuronowymi partycypowali polscy naukowcy. Aby im ułatwić wejście w tę — bardzo już zaawansowauą — tematykę, napisano niniejszą książkę.

Podejmowano wielokrotnie próby określenia, jak wielka jest liczba możliwych do zbudowania sieci. Prace te, oparte zwykle na topologicznym twierdzeniu Polya o liczbie grafów jednospójnych dostarczają oszałamiających oszacowań. Jedno z nich podaje na przykład, że już przy 20 neuronach możliwych jest JO⁹⁶ różnych struktur sieci. Inne oszacowanie podaje liczbę rozróżnia!nych funkcji, możliwych do realizacji na pojedynczym neuronie. Otóż przy . założeniu, że neuron ma 100 wejść liczba tych funkcji osiąga wartość 10²⁹. Nic dziwnego, że przy tak dużej złożoności problem realizacji sieci neuronowych jest trudny i skomplikowany.

Dla rozwoju neurokomputerów niezbędne jest posiadanie sprawnych systemów realizujących sieci neuronowe w sposób hardwarc’owy. Prace na temat tego typu układów są już bardzo zaawansowane, szczególnie w kontekście wytwarzania specjalizowanych układów scalonych do neurokompntingu, szczególnie w technologii VLSI — uniwersalnych lub specjalnie projektowanych, a także w kontekście elektronicznie scalanych całych systemów, zawierających poza sieciami neuronowymi także inne elementy (np. elektroniczna siatkówka). Prace te mają jednak obecnie raczej badawczy, a nie aplikacyjny charakter, podobnie jak prace dotyczące realizacji funkcji sieci neuronowych za pomocą systemów optycznych. Badaniom tym towarzyszą jednak bardzo ogólne rozważania na temat struktury takich modeli, co doprowadzić może niebawem do prawdziwie rewolucyjnych zmian w sposobie rozumienia procesów przetwarzania informacji w ich najogólniejszym ujęciu. Wylania się także —jako oddzielna dyscyplina naukowa — technika projektowania sieci neuronowych. Nieliczne, ale tym bardziej ciekawe, są systemy komputerowego wspomagania projektowania sieci. Zagadnienia te będą bardziej obszernie dyskutowane w rozdziale 8. Niżej podano syntetyczne informacje na temat oferowanych obecnie handlowych programów i systemów przeznaczonych do wykorzystania techniki sieci neuronowych.

2.5.2 Oprogramowanie do modelowania sieci neuronowych

Obecnie dostępne są stosunkowo liczne (i na ogól dobrej jakości) systemy oferujące oprogramowanie i specjalistyczny sprzęt dla potrzeb badań i rozwoju zastosowań sieci neuronowych. Podany niżej przegląd nie jest kompletny ani wyczerpujący, mimo to może być bardzo