Neuronové sítě: věštci v informačních systémech

Neuronové sítě jsou malé kousky v mozkové tkáni. Bez jejich schopností a možností bysme nemohli využívat mnoho věcí v informačních systémech. Neuronové sítě totiž umí předpovídat!

Zdroj: Logio. Dostupné z: https://blog.logio.cz/2014/03/14/jak-neuronove-site-premysli-za-nas-nebo-pro-vas/

Neuronové sítě jsou modelem biologických struktur neuronů ve všech živých organismech. Mají vysokou schopnost se učit, a proto jsou velmi často využívané v umělé inteligenci. Dokáží popsat detaily živých neuronů a jejich sítí a díky tomu jsou neuronové sítě schopny řešit velmi složité problémy. [1]

Umělé neuronové sítě jsou jakési datové struktury, které jsou schopny reagovat na předem neznámé vstupy. V původním pojetí byly umělé neuronové sítě používání k učení se z příkladů. [2]

V dnešní době můžeme učení neuronové sítě rozdělit na dvě hlavní skupiny:

a. Bez učitele — neuronová síť se učí tříděním vstupů a jejich rozpoznáváním. Síť poskytuje stejnou odezvu na budící signál při stejných nebo podobných vstupech neuronové sítě

b. S učitelem — algoritmus funguje podle toho, jak reaguje na vstupy výstupy. Síť se přenastaví tak, aby konkrétní vstup snížil rozdíl mezi skutečným a požadovaným výstupem (učitelem) [3]

Neurony mají několik “dendritů”, které přijímají signál z okolí a jeden výběžek, tzv. axon, kterým jsou schopny samy signál vyslat. Zdroj: Root. Dostupné z: https://www.root.cz/clanky/biologicke-algoritmy-4-neuronove-site/

Využití

Neuronové sítě se v dnešní umělé inteligenci a v informačních systémech používají k nejrůznějším popisům chování modelů nebo algoritmů, které jsou obtížné na naprogramování. Využití najdou v úlohách týkající se oblasti klasifikace, odhadování a předpovídání.

Díky těmto sítím umí počítače rozpoznat lidskou řeč a rozumět jí. Dokáží odhadovat, jak rychle bude např. ve stavebnictví tvrdnout materiál nebo rozpoznají poruchy strojů a výpočetní techniky. V lékařství dokáží detekovat a odhadovat velikosti tumoru. Ve finančnictví předpovídají směnné kurzy i dynamiku burzy nebo uvěrová rizika. Hojně se využívají na optické rozpoznávání textů, písma a podpisů.

Velmi populárně jsou využívány i v mechanice autopilota, kdy auto řízené neuronovou sítí určuje na základě vzdáleností a rychlostí nejbližších aut v obou pruzích svoji vlastní rychlost a změnu pruhu nebo ovládá volant podle zakřivení dálnice.

Další možné využití neuronových sítí v oblasti automobilů a dopravy.

V oblasti předpovědí a rozhodování se neuronové sítě aplikují také například u předpovědi počasí nebo spotřeby elektrické energie. [4]

V běžném životě se s inteligencí neuronových sítí setkáváme např. při fotografování — fotoaparáty se díky nim naučily rozpoznávat lidský obličej a vyfotit člověka ve chvíli, když se usměje. Neuronové sítě jsou často zapojení do procesů řízení zásob — předpovídají budoucí prodeje nebo spotřebu a rozpoznávají kvalitu výrobku. [5]

Zdroje

1. Biologické algoritmy — Neuronové sítě [online]. Root.cz: © 1998–2018. [cit. 17–04–2018]. Dostupné z: https://www.root.cz/clanky/biologicke-algoritmy-4-neuronove-site/
2. Umělé neuronové sítě a neuroevoluce [online]. ČVUT v Praze: Fakulta informačních technologií. [cit. 17–04–2018]. Dostupné z: https://users.fit.cvut.cz/~rehorto2/otevrena-fakulta/neural-networks.html
3. Neuronové sítě — vývoj a testování [online]. Shrimphood.net: © 2018. [cit. 17–04–2018]. Dostupné z: http://www.shrimphood.net/neuronove-site-vyvoj-a-testovani.html
4. ROKŮSEK, Zdeněk. Teoretické základy neuronových sítí. Č. Bud., 2007. Bakalářská práce (Bc.). JIHOČESKÁ UNIVERZITA V ČESKÝCH BUDĚJOVICÍCH. Pedagogická fakulta
5. HLADÍK, Tomáš. Jak neuronové sítě přemýšlí za nás. Nebo pro Vás? [online]. In: Logio.cz [cit. 17–04–2018]. Dostupné z: https://blog.logio.cz/2014/03/14/jak-neuronove-site-premysli-za-nas-nebo-pro-vas/