ماهى الشبكات العصبية او Neural Networks ؟












الشبكات العصبيه Neural Networks

الشبكات العصبيه هى احد مجالات الذكاء الاصطناعى Artificial intelligence
هذا العلم الحديث الذى تبنى عليه كافه التطبيقات الحديثه المعقده من صناعه الروبوتات و نظم دعم القرار وانظمه 
التحكم الالى وانظمه التعرف والتنبؤ . . .




ينقسم علم الذكاء الاصطناعى الى اقسام واهمها :-

الانظمه الخبيره expert systems .
الشبكات العصبيه neural networks .
منطق الغموض The logic of ambiguity .
الخوارزميه الوراثيه Genetic algorithm .


ونحن فى هذه المقاله سنسلط الضوء على الشبكات العصبيه neural networks 
والذى يعد من اهم مكونات الذكاء الاصطناعى Artificial intelligence .

الشبكه العصبيه الاصطناعيه هى محاكاه متواضعه بشكلها ومضمونها للشبكه العصبيه فى مخ الانسان.
هذا الدماغ الذى شغل تفكير الباحثين فوضعوا الخوارزميات والفرضيات لاسس عمله فكما نعلم ان مخ الانسان يتكون من الخلايا العصبيه الحيويه التى ترتبط ببعضها عن طريق الوصلات العصبيه ويكون عدد الخلايا العصبيه ثابت بعد فتره معينه فى الصغر ولا يزيد عدده والذى يتغير مع مرور الزمن هو عدد الوصلات اما بالزياده او النقصان ومازال العلماء فى رحله طويله الامد لمحاوله كشف خبايا المخ واسراره اما بالنسبه للذى يخدم موضوعنا فوضع العلماء الفرضيات والخوارزميات لمحاوله محاكاه هذه الوظيفه فمن هنا كان لابد من الربط بين الشبكه العصبيه الحيويه والشبكه العصبيه الاصطناعيه

الخليه العصبيه الحيويه والخليه العصبيه الصناعيه:-

يتتميز جسم الانسان بقدره عاليه على استقبال ومعالجه وارسال الاشارات الاليكتروكيميائيه من خلال المسارات العصبيه فى الجهاز العصبى 

فالخليه العصبيه الحيويه تتكون من ثلاثه اقسام:- 
1-نهايات عصبيه
2-نواه
3-محور عصبى(غمد)

حيث تتلقى النهايه العصبيه الاشارات من الخلايا الخرى وهذه الاشارات ماهى الا سياله كهربائيه تنتقل تلك الاشارات عبر نقاط التشابك العصبى بواسطه معاجه كيميائيه وهذه المعالجه تعدل من قيمه الاشارات القادمه ثم تجمع النواه الاشارات القادمه عندما يتم استقبال دخل كافى تثار الخليه(اى يكون الجهد الناتج عن جمع تلك الاشاره اكبر من حد معين يسمى عتبه التفعيل او الحاله الحديه)
ويتم نقل الاشاره عبر الغمد فى النهايات العصبيه ثم تنتشر الى الخلايا العصبيه الاخرى المتصله .
ان الخليه العصبيه الصناعيه صممت لتحاكى خصائص الخليه العصبيه العضويه .

من الان سيكون كل كلامنا عن الخليه العصبيه الصناعيه

فالخليه العصبيه الصناعيه تتكون من ثلاثه اقسام:-
1- الدخل .
2-الجامع .
3-تابع التفعيل .

مكونات الخليه العصبيه الصناعيه


تستقبل الخليه العصبيه عناصر الدخل ويتم ضرب كل عنصر دخل (Xi) فى الوزن الموافق له (Wi) والوزن يكون عباره عن متحول ياخذ قيم متغيره عندما نضرب عنصر الدخل نكون بهذه العمليه نعدل ونغير من تاثير الدخل على الخليه العصبيه وهذا يقابل عمليه المعالجه الكيميائيه فى المشابك العصبيه الحيويه وما تقوم به من تعديل للاشاره القادمه.
بعد ان يتم ضرب جميع عناصر الدخل بالاوزان الموافقه لها يتم جمعها فى خليه الجمع وهذا يقابل ما يتم فى جسم الخليه الحيويه  .
ويكون الناتج على الشكل التالى  summing junction

Net=X1W1+X2W2+................+XnWn

الان يتم ادخال ومعالجه الاشاره Net فى تابع التفعيل لينتج بذلك خرج الخليه العصبيه الصناعيه نرمز له ب Out .
تابع التفعيل هو عباره عن تابع رياضى يمكن ان يكون تابع خطى بسيط . 

حيث R هو عباره عن ثابت   . (Out = R(Net

او يمكن ان يكون تابع راسى                                                  Out=1/e^-x +1

وهناك انواع اخرى من توابع التفعيل ونلاحظ ان عامل تابع التفعيل يقابل فى الخليه الحيويه اثارتها عندما يكون الجهد الناتج عن جمع تلك الاشاره اكبر من حد معين (عتبه التنشيط).
ومن الملاحظ ان الخليه العصبيه الصناعيه تتجاهل العديد من الخصائص للخليه العصبيه الحيويه مثلا فانها لاتاخذ بعين الاعتبار مقدار التاخير الزمنى التى تؤثر على ديناميكيه النظام  فالمدلاخل تنتج خرجا قويا .
ولاتحتوى على تاثيرات التزامن او تابع التعديل الترددى للخليه العصبيه  العضويه.

انواع الشبكات العصبيه:-
 
ان وحدات المعالجه فى الشبكات الاماميه           اما الارجاعيه فتحتوى على وصلات 
 يتم اتصالها ك تتدفق فى اتجاه واحد وذلك         بالاتجاه الامامى والخلفى .
من خلايا الدخل الى خلايا الخرج .

                       ولكل نوع استخدام يختلف عن النوع الاخر.

استخدام الشبكه العصبيه الاصطناعيه:-
 اذا اردنا من الحاسب اجراء تطبيق ما وليكن تربيع رقم  مثلا ف يتم ذلك الامر بمعظم لغات البرمجه باننا نستدعى الداله الاسيه  فعن طريق لغه ال ++C مثلا يتم ب
( pow ( X , n حيث ال X  يعبر عن الرقم وال n  يعبر عن الاس.

ولكننا اذا اردنا ان ننفذ نفس التطبيق عن طريق الشبكات العصبيه فما الذى سنفعله؟
علينا فى البدايه بانشاء شبكه ملائمه بعدد الطبقات وعدد الخلايا لهذا التطبيق ثم نقوم بتعليم الشبكه على خاصيه تربيع الرقم ومن ثم نقوم باستخدام الشبكه من اجل اى رقم .

ما المقصود بتعليم الشبكه؟
المقصود بذلك هو تدريبها على عمليه التربيع اذ ناتى بعدد من الارقام وليكن 100 رقم مثلا  ونضع فى دخل الشبكه الرقم وفى خرج الشبكه مربع هذا الرقم يعنى اننا نخبر الشبكه ان هذا هو العدد وهذا هو تربيعه فيتم تمرير لرقم تمريرا اماميا ويتم حساب الخطا الناتج عن التمرير الخلفي وهكذا لبقيه الارقام وبعد عدد من التدريبات تستقر الشبكه مع خطا مقبول وبعدها يتم تسجيل الاوزان التى من اجلها استقرت الشبكه اى حاصل عمليه التدريب هو ملف الاوزان .
والان لاستخدام الشبكه فى تطبيق تربيع الرقم نقوم بتحميل الاوزان الخاصه بالشبكه المدربه على التربيع فتكون الشبكه قادره على تربيع اى رقم  حتى ولو لم يكن ضمن ال100 رقم التى دربت الشبكه عن طريقهم(اى ارقام ) بخطا صغير مقبول.

شارك الموضوع

مواضيع ذات صلة