Московский государственный университет путей сообщения
Опубликован: 12.09.2011 | Доступ: свободный | Студентов: 3127 / 119 | Оценка: 4.67 / 4.33 | Длительность: 18:55:00
Специальности: Программист
Лекция 14:

Перспективные нейросетевые технологии

< Лекция 13 || Лекция 14: 1234
Аннотация: Читателю предлагается пофантазировать и наметить для себя пути применения логических нейронных сетей в задачах обеспечения безопасности, защиты информации, в индустрии развлечений и др.
Ключевые слова: нейросеть, логический уровень, идентификация, нейрон, выходной слой, входной слой, ПО, объект, сегменты, реакция, вес, компьютер, КОМПИ, мышца, очередь, диагностика, полнота, ассоциативное мышление, справочная система, рецепторный слой, рецептор, обучение нейронной сети, тестирование, факторное пространство, база знаний, исчерпывающее множество событий, логическая нейронная сеть, автоматизация, определение, "почерк" пользователя, распознавание, Дополнение, активность, контекст, нейронная сеть, передаточная функция, значение, выходной нейрон, ловушка, защита информации, офис, клиент-сервер, аутентификация, информация, сервер, процессор, контроль доступа, БД, предикат, многопроцессорные вычислительные системы, нейрокомпьютер, интеллектуальная система, понимание текста, абстрагирование, запись, ассоциативность, высокая технология, целевая функция, Личность, АРМ, сходимость, механизмы, релевантность, представление, коллизия, отрицательная обратная связь, связь, достоверность, система логических выражений, логическая схема, имитационное моделирование, умозаключение, логический вывод, анализ, обобщение, место, целый, конвергенция, выход, минимум, парк фантасмагорий

Служба безопасности

— А теперь действовать, действовать и действовать! – сказал Остап, понизив голос до степени полной нелегальности.

И.Ильф, Е.Петров, "Двенадцать стульев."

После долгого бдения и дележа средств в Международном Фонде Воспомощестования Семьям Жертв Российской Науки Прошлого Века (МФВСЖРНПВ), утомлённый и удовлетворённый, Вы возвращаетесь среди ночи домой. Тихо, крадучись, Вы открываете дверь квартиры и включаете свет в прихожей. Но Вы совсем забыли о той встрече, которая ждёт Вас с Несимпатичным Искусственным Существом (рис.14.1), включённым в электросеть и выставленным для охраны Ваших близких от непрошеных ночных гостей-грабителей! "Здравствуй, папа! — произносит мощный железный голос. — А почему у тебя на лице губная помада?!"

Основой логической деятельности Существа, конечно же, является нейросеть (хотя обработка видеовхода может оказаться гораздо сложнее).

Представим себе многоуровневую нейросеть, первый логический уровень которой подбирает "словесный портрет" на основе признаков изображения, поступившего на его экран. Не следует удивляться приёмам криминалистики, в совершенстве овладевшей подходом к идентификации преступника. В результате анализа, возможно, с двух точек — анфас и в профиль, на этом уровне может быть установлено:

  1. волосы присутствуют, чёрные, шевелюра пышная, на 5 баллов;
  2. лоб высокий, залысины есть, поперечные морщины есть;
  3. брови густые, с разлётом, сросшиеся на переносице, №8;
  4. нос орлиный, №4 и т.д.

Конечно, баллы и номера не выставляются. Они означают только, какой нейрон промежуточного выходного слоя возбудится максимально. Да и это нам знать ни к чему. Просто произойдёт какое-то распределение возбуждений между нейронами промежуточного выходного слоя той части нейросети, что обучена распознаванию признаков. Возбуждение этих нейронов, как нейронов входного слоя второй части нейросети, второго логического уровня, должно в результате обучения привести к существенному отличию "папы" от "слесаря дяди Юры", приходившего днём проверить не текущий кран. То есть, должно привести к идентификации — кто это (или это "свой", или "чужой"). Можно предусмотреть и побочные признаки: чрезмерно красный нос, подозрительные красные пятна на овале лица вне носа и др. При формировании составного ответа голосом (на третьем логическом уровне?) могут быть учтены и эти дополнительные признаки, как это мы и предположили вначале.

Парк фантасмагорий

Представим себе парк развлечений, в который мы заходим, желательно, — группой под руководством гида-экскурсовода. Намотавшись по аттракционам и желая, наконец, протянуть отёкшие ноги, мы вступаем (по приглашению коварного гида!) в дивный тенисто-прохладный, ласково журчащий уголок с причудливым ландшафтом. И вдруг!..

… Выползают (рис.14.2) из-за трепещущих кустов и камней монстры-крокодилы, вздымаются головы ящеров и тянутся к нам. Лохматый неандерталец ладит каменное орудие, привязанное жилой к сучковатой палке. Подымается на свои курьи лапы избушка.

Гигантской головой оживает скала, покрытая нежными незабудками. Деревья и кусты трясут ветками — радуясь или возмущаясь. Фонтаны воды преследуют нас… Наше замешательство, паническое движение вызывают ответную реакцию: "население" смеётся, сердится, радуется, угрожает. Явно проявляются симпатии и антипатии…

Парк фантасмагорий

увеличить изображение
Рис. 14.2. Парк фантасмагорий

Рассмотрим возможный принцип действия отдельного "объекта" (рис.14.3).

Действия "объекта"

Рис. 14.3. Действия "объекта"

Объект контролирует сектор обзора. Электронно-оптическое устройство "зрения" может быть не обязательно расположено в глазах, а упрятано в более неподвижных "органах", например, на груди.

Весь сектор обзора разбит на элементарные сегменты, образованные телесными углами в 1 - 2 градуса.

До последующих усовершенствований, — первоначально должна быть предусмотрена реакция только на преобладающий цвет в элементарном сегменте обзора, на это — "Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидят Фазаны". Например, красный цвет должен приводить к запуску комплекса программ обращения в ярость и к повторному обзору строки, чтобы усилить эту ярость при последующем раздражении. (— Женщина в красной кофте! Отойдите от крокодила немедленно!..)

Жёлтый цвет может вызывать кокетство и эротическое возбуждение. Зелёный — умиротворение. Коричневый — ритмичный шаг и салютование головой. Голубой — благочинное умиление с возведёнными глазами и т.д.

Обзор сегментов совершается по строкам, с частотой обзора, согласующейся со скоростью обработки компьютером. Эта обработка обусловлена прохождением входного сигнала через нейросеть и различной степенью возбуждения нейронов выходного слоя, запуском программ движения, связанных с нейронами выходного слоя, — с параметрами, определяемыми величинами возбуждения, инерционностью такой сложной системы.

Итого, из каких элементарных движений складывается поведение объекта? Расширение-сужение глаз, открывание-закрывание рта, растягивание его в улыбку, покачивание головы, поднятие-опускание рук (если они есть), угрожающий шаг ноги (если вес позволяет), вертикальное-горизонтальное помахивание хвостом, привлекающее движение тазобедренным суставом и др.

Как ранее говорилось ( "Модель нейронной сети" ), в одном такте могут запускаться несколько программ, инициирующих движения "от текущего" состояния. Это должно имитировать суммарную сложную реакцию на ситуацию в секторе обзора с его изменением, обеспечивать её непредсказуемость, неожиданность и восторг публики. А если представить себе, что таким свойством реакции наделены деревья, скалы, воды и ветры, то такой фантасмагорический фейерверк получится!..

< Лекция 13 || Лекция 14: 1234
Владислав Гладышев
Владислав Гладышев

А как проходить курс ? я же могу прямо сейчас все лекции прочитать и здать экзамен, к чему там даты ? 

Максим Куклин
Максим Куклин

Добрый день!

В лекции не отобразил определение персептрона, увидел его в дополнительных материалах.

Получается, что персептрон распознает образ по эталону, а логическая НС - по "пачке" признаков?

Михаил Алексеев
Михаил Алексеев
Россия, Уфа, УГАТУ, 2002
Павел Костицын
Павел Костицын
Россия, Лысьва, ЛФ ПНИПУ, 2013