Уже приводились такие примеры распознавателей как замок, распознающий подходящий для него ключ. Сейчас важно определить, сколько же признаков необходимо для распознавания и какими должны быть эти признаки.
У классического ключа есть язычок: если его длина и расположение при воткнутом ключе оказывается точно напротив прорези, то вращение ключа становится возможным и язычок, пройдя прорезь, отключит замок, т.е. произойдет распознавание с компарированием схожести язычка и прорези и выдачей сигнала в виде свободы вращения ключа.
Для любого причинно-следственно процесса нужна энергия, позволяющая осуществлять движение. Такую энергию дает усилие вращения от руки. Любые другие схемотехнические системы не имеют в этом исключений.
Итак, язычок может быть один или их может быть несколько, длины язычка тоже могут быть разными. Компарирование будет успешным, когда вся совокупность этих параметров окажется в соответствии с профилем выреза замка.
И здесь есть один важный момент. Если язычок будет длиннее прорези для нее, то ключ не провернется. А вот если меньше - то легко провернется, но хватит ли его для того, чтобы зацепить открывающий механизм? Хочу обратить внимание, то величина в сторону увеличения оказывается критичной, а длина в сторону уменьшения от длины прорези – нет. Другими словами, позитивная величина параметра распознавания оказывается существенной, а негативная – влияет уже после валидации длин язычков прорезями – на втором этапе компарирования.
Обращаю на это внимание потому, что этот принцип оказывается важным в нейронных природных распознавателях (почему именно – станет понятно позже).
Получается, то замок можно обмануть, укорачивая язычки, но не до степени, когда они перестанут открыть механизм. И на первом этапе работают только положительные параметры (в терминах нейрона назовем их возбуждающими) и только потом срабатывает сравнение длины язычка с длиной рычажка открытия замка.
Попробуйте придумать, как организовать сразу распознавание с равноценным использованием как возбуждающего, так и тормозного параметра в случае классического замка (т.е. чтобы укорачивание язычка так же надежно не давало провернуть ключ, как ее лишняя длина). Попробуйте настойчиво до успешного решения, чтобы полностью прочувствовать проблему. Вы убедитесь, что это – очень непросто. А вот в два этапа распознать подходящий ключ несравненно проще в любом плане, как в плане сложности конструкции, в плане расходуемых материалов и в плане надежности распознавания. Это – принцип, который нужно научиться понимать и учитывать.
Может ли распознаватель оперировать только с одним параметром? Казалось бы это – абсурд, раз параметр один, то чего его распознавать? Но распознаватель – не только валидатор соответствия параметра профилю распознавания, но его функцией, без которой он теряет смысл, является активация – сигнал распознавания, который может как-то использоваться. Возьмем сито с круглыми дырками определенного диаметра. Параметры среды – песчинки разного размера, цель сита – отсеять все, что мельче диаметров его дырок. Параметр распознавания один, а польза очень существенна. И, заметим опять, что сито работает только с положительными параметрами и не может отсеять более мелкие, чем дырки песчинки. Для этого понадобится вторичные процессы с более мелкими дырками. Или какой-то другой распознаватель, но работающий только с теми песчинками, которые меньше диаметра его профиля распознавания.
Делаем вывод: распознаватель имеет смысл, начиная уже с одного единственно параметра распознавания. И даже в случае, если у него вообще нет ограничений на функцию распознавания и он срабатывает от всего, что может заставить сработать его компаратор, превысив какой-то порог, в чем так же можно извлечь пользу.
Это означает, что распознаватель является наиболее универсальным устройством для создания любых схемотехнических последовательностей. Достаточно будет модифицировать только его профиль распознавания. Что и было реализовано в одном из старых проектов адаптивной системы измерения расхода воды в канале в Киргизии.
Идеальный математический распознаватель – персептрон (пожалуйста, самостоятельно найдите информацию по нему, не слишком углубляясь потому, как в нейросети не используется идеальный персептрон). Математический персептрон настолько идеален, что обладает возможностью распознавать с использованием как положительных (возбуждающих его), так и отрицательных параметров.
Системы на основе идеального персептрона реализуют так называемые искусственные нейросети, которые, по признанию самих разработчиков, не имеют ничего общего с природными нейросетями. Причина этого не только в том, что для реализации учета отрицательных параметров нужны сложные и затратные ухищрения, а процесс эволюции бездумен и, как вода в арыке, идет по наиболее легкому руслу. Сейчас мы рассмотрим одну из этих причин.
Пока еще мы никак не затрагивали схемотехнику в программировании. Программные продукты не реализуют природные причины и следствия, а лишь моделируют, эмулируют их, основываясь на логике программных алгоритмов.
Так, оператор IFявляется программным распознавателем соответствия условия (параметра) и действующего фактора. Если компоненты совпадают, то происходит действие (срабатывание распознавателя), если нет, то - игнорирование. В этом операторе можно сравнивать как отдельные параметры, так и любые их совокупности. Например, так строился ИИ старых (и многих новых) компьютерных игр. Например, если персонаж игрунки говорил игроку: “Ну, привет, бро!”, то выдавались возможные варианты ответа на выбор, например, 1) О, привет, дружище! 2) Да пошел ты… В случае совпадения выбранного варианта 1 в операторе IF (IFanswer == 1) возникало продолжение дружеской беседы, а при IFanswer == 2 начиналась мочиловка.
Создатели игрушек усложняли условия, пока у них хватало мозгов все отследить, например, добавлялось время действия и время суток. Если все происходило в уютной комнате вечером с героиней игрушки, то ясен пень какое было продолжение, а если встреча была на пустоши среди коварных врагов, то мочиловка могла начаться по любому поводу.
Понятно, что все ограничивалось только уже предусмотренными вариантами и не более той сложности, после которой игрушка больше глючит, чем работает (контролировать все переходы по оператору IF становиться лавинообразно сложно по мере их используемого количества в совместном акте распознавания).
Но главное вот что.
Главное: оператор IFсравнивает объекты, а не их составные части. Так, даже если задано условие IFparameter == 3.14 то число 3.14 – это не какой-то дробный огрызок, а объект с таким вот свойством. Никакие другие числа не пройдут это условие. Т.е. входным параметром реально действующего распознавателя должен быть и реальный в своих свойствах признак, обладающий (или не обладающий) свойством, на которое настроен распознаватель.
Напротив этому, если вы уже ознакомились с принципом идеального персептрона, то видели, что на входы его сумматора подаются строго дозированные части входных параметров за счет ограничения их проводимости, что в персептронах называется весами. Получается, что идеальный персептрон работает не с реальными входными параметрами, а с заданными программистом какими-то их частями, которые подбираются программистом так, чтобы персептрон срабатывать только на данный набор входных параметров. Это та самая сложнючая заморочка, которая была при попытке заставить замок реагировать на уменьшение длины язычка так де как на его увеличение.
Вот почему искусственные нейросети такие непонятно сложные даже для самых их создателей: нет возможности осмысленно отследить, что же происходит там внутри. И нет возможности найти в самом деле независимый от программиста способ обучения.
Вывод: реальный универсальный распознаватель должен работать с реальными же входными параметрами, а не с их весовыми частями. И не пытаться сразу в одном флаконе распознать как позитивную, так и негативную составляющую входных параметров, а проще и надежнее это делать поочередно.
Но, понятно, что организовывать профиль распознавания, настроенный на реальные параметры (на свет, на звук и т.п.) – невозможно. Этим занимаются только самые первичные распознавали физических воздействий в сетчатке глаза или в улитке уха. А оттуда идут уже цельные (а не взвешенные) сигналы, но вторичные по очереди распознавания.
Поэтому универсальный распознаватель реального действия похож на ту водяную модель с коромыслом весов, на одной стороне висит грузик, определяющий порог срабатывания, а на другой до 10000 нановедерок для заливки в них воды по трубочкам примерно одной пропускной способности (конкретная проводимость уже не важна, важно только идет по ним вода или нет), идущих от первичных распознавателей физического воздействия. Так, если появился звук определенной частоты, то открылся клапан соответствующей трубочки и в ней вода начала литься в ведерки тех распознавателей, которые должны определять, например, что вместе с этим звуком еще есть и красный свет в какой-то фасетке датчика света. И распознаватель такого сочетания реальных признаков быстро наполнит свои ведерки, они перевесят, и весы откроют клапан чтобы вода по трубочке от этого распознавателя полилась дальше в очередь последующих распознавателей.
Пока достаточно для осмысления и нахождения затронутых принциоп в окружающей бытовухе, НО, пожалуйста, дополните картину модели реального распознавателя еще и ранее рассмотренным принципом выделения составляющих элементов воздействующих факторов Сообщение № 45989.
Все это образует систему важнейших схемотехнических принципов, без которой невозможно разумно пытаться отгадать механизмы природной нейросети.
Вы, должно быть, уже прочувствовали, что каждый их этих принципов важен и универсален в не зависимости от способа реализации последовательностей процессов. И, возможно, многие из рассмотренных принципов предстали в довольно неожиданном ракурсе и свойствах, но потом все устаканилось и стало взаимосвязано понятно. Но эти все важные принципы (и то многое, о чем мы пока еще не говорили) до сих пор практически никак не учитываются физиологами, пытающими понять работу нейросети,.и в этом причина всех их неудач даже в определении функции нейрона.
Итак, нужно все это как уже повелось, перевести в личные собственные уверенные до очевидности представления в попытках многообразных попытках нахождения в окружающем и применения в своих мыслительных конструкциях, а лучше не только мыслительных. Пусть каждый участник выскажется по итогам такого саомовозвышения и если есть трудности, выскажет их тоже.