Reseaux de neurones
Cette vignette donne une brève introduction aux réseaux neuronaux, à la magie des voitures sans conducteur, aux assistants virtuels, à la traduction automatique et à de nombreux autres sauts fascinants dont l'humanité sera témoin.
Tous les réseaux de neurones sont composés de perceptrons (neurones artificiels) qui tentent d'imiter le fonctionnement des neurones biologiques du cerveau humain. Pour posséder une compréhension transparente des réseaux de neurones artificiels, examinons d'abord un neurone biologique.
Des neurones dans notre cerveau
Les neurones biologiques sont les éléments fondamentaux du cerveau. Ils génèrent des signaux électriques et présentent l'avantage de transmettre des signaux sur de longues distances. Un neurone se compose principalement de trois parties (Dendrite, Soma et Axon) et d'une partie externe appelée synapse qui est un petit écart entre 2 neurones.
Comment un neurone transmet-il des informations ?
Les dendrites reçoivent les signaux. Les récepteurs sur les dendrites peuvent capturer des signaux d'autres neurones qui se présentent sous la forme de produits chimiques appelés neurotransmetteurs. Les signaux captés par les dendrites provoquent un changement électrique dans le neurone. Ce changement est interprété par une partie appelée Soma. Soma prend le signal et le transmet à une zone appelée la butte d'axone. Si le signal est au-dessus d'un seuil, il est transmis à la partie suivante appelée axone.
Le signal à ce stade est appelé potentiel d'action. Le potentiel d'action se déplace le long de l'axone recouvert de myéline. La myéline aide à prévenir la dégradation du signal. Dans la dernière étape, le potentiel d'action se situe au niveau des boutons synaptiques. Les signaux lorsqu'ils atteignent le bouton synaptique déclenchent la libération de neurotransmetteurs. Ces neurotransmetteurs libérés interagissent avec les récepteurs dendrites dans les neurones connectés.
Neurones artificiels
Perceptron (neurone artificiel) est l'élément fondamental du réseau de neurones artificiels (ANN). Les perceptrons sont des modèles mathématiques inspirés du modèle des neurones biologiques.
Chaque perceptron a ce qui suit
les fonctions:
- Prend les entrées de la couche/nœud d'entrée
- Les pèse séparément et les résume
- Transmettez cette somme à une fonction d'activation pour produire une sortie.
Le perceptron se compose de 4 parties :
- Nœud d'entrée
Initialement, les valeurs d'entrée sont transmises à cette couche. Il est similaire aux dendrites dans les neurones biologiques.
- Poids et biais
Les poids sont multipliés par les valeurs d'entrée respectives. Ensuite, nous prendrons la somme de ces valeurs. Ensuite, nous ajouterons une valeur de biais à la somme pondérée.
- Fonction d'activation
La fonction d'activation décide si un neurone doit s'activer ou non.
- Couche de sortie
La couche de sortie donne la sortie finale d'un perceptron qui sera transmis à d'autres perceptrons du réseau de neurones.
Comprenons le fonctionnement d'un perceptron avec un exemple.
Considérons deux entrées x1=2 et x2=5
Ensemble donné de poids w1= 0,2 et w2= 0,5
Soit 0.5 la valeur de biais b=0.5
La couche d'entrées accepte les valeurs x1 et x2 et est multipliée par les poids w1 et w2. Ensuite, une valeur de biais est ajoutée.
A = ( x1*w1)+(x2*w2)+b
= (2*0,2)+(5*0,5)+0,5
= 3,4
A est l'entrée de la couche d'activation. Soit l'activation sigmoïde.
f (s) = 1 /(1 + e ^− s)
= 1/(1 + e^ - 3,4)
= 0.9677
La valeur seuil pour la fonction sigmoïde est de 0,5. Le neurone se déclenchera lorsque la sortie de la fonction sigmoïde > 0,5. Comme notre valeur de sortie est de 0.9677, le neurone se déclenchera.
Les réseaux de neurones Perceptron ou monocouches sont les niveaux de base des réseaux de neurones. J'espère que ce texte pourra vous motiver à vous plonger dans des réseaux de neurones plus complexes comme CNN, GAN et RNN.