63023 img044 (44)

38

stawie uczy się prawidłowego działania, stosując jedną z wielu znanych dziś strategii uczenia. Przykładowe strategie uczenia będą niżej omówione nieco dokładniej.

3.2. Czy sieć może uczyć się całkiem sama?

Obok opisanego wyżej schematu uczenia z nauczycielem jest w użyciu także szereg metod tak zwanego uczenia bez nauczyciela (albo samouczenia sieci). Metody te polegają na podawaniu na wejście sieci wyłącznie szeregu przykładowych danych wejściowych, bez podawania jakiejkolwiek informacji dotyczącej pożądanych czy chociażby tylko oczekiwanych sygnałów wyjściowych. Okazuje się, że odpowiednio zaprojektowana sieć neuronowa potrafi wykorzystać same tylko obserwacje wejściowych sygnałów i zbudować na ich podstawie sensowny algorytm swojego działania - najczęściej polegający na tym, że automatycznie wykrywane są klasy powtarzających się (być może z pewnymi odmianami) sygnałów wejściowych i sieć uczy się (zupełnie spontanicznie, bez jawnego nauczania) rozpoznawać te typowe wzorce sygnałów.

Samouczenie sieci jest bardzo interesujące z punktu widzenia analogii, jakie istnieją między działaniem sieci a działaniem ludzkiego umysłu - człowiek też ma zdolność do spontanicznego klasyfikowania napotykanych obiektów i zjawisk (niektórzy nazywają to “formowaniem pojęć”), a po dokonaniu stosownej klasyfikacji rozpoznaje kolejne obiekty jako należące do jednej z tych wcześniej poznanych klas. Samouczenie jest też bardzo interesujące z punktu widzenia zastosowań, gdyż nie wymaga żadnej jawnie podawanej do sieci neuronowej zewnętrznej wiedzy - która może być niedostępna lub której zgromadzenie może być zbyt fatygujące - a sieć zgromadzi wszystkie potrzebne informacje i wiadomości całkiem sama. W ramce 5 opisałem Ci matematycznie, jak ona to robi, ale jeśli nie masz ochoty studiować matematycznych wzorów - to nie rób tego. W jednym z dalszych rozdziałów bardzo dokładnie opiszę Ci (i pokażę poglądowo w odpowiednich programach!), na czym polega to samouczenie sieci.

Teraz możesz sobie wyobrazić (raczej dla zabawy i pobudzenia wyobraźni, niż z realnej potrzeby), że sieć samoucząca się z kamerą telewizyjną może być wysiana w bezzalogowej sondzie kosmicznej na Marsa. Nie wiemy, jakie tam panują warunki, nie wiemy więc jakie obiekty nasza sonda powinna rozpoznawać. Mało tego - nie wiemy nawet, ile klas obiektów się pojawi! Nie szkodzi, sieć sobie poradzi. Sonda ląduje i sieć zaczyna proces samouczenia. Na początku nie rozpoznaje nic, tylko obserwuje. Z czasem jednak proces spontanicznej samoorganizacji doprowadzi do tego, że