AI Lab

Open Artificial Intelligence Laboratory

Модели импульсных нейронов в Matlab - Руководство

Mercurial репозиторий с моделями находится по адресу https://bitbucket.org/aicommunity/neuromatlab/ с этой же страницы можно скачать архив последней версии ZIP-файлом.

Все модели находятся в библиотеке NeuroModelerLibrary.mdl в корне.

Остальные папки являются примерами, иллюстрирующими те или иные особенности моделей.

Расшифровка аббревиатур в начале наименований папок с примерами:

  • NP (Neuron Parts) - эксперименты с функциональными элементами модели нейрона (синапс, ионный механизм, генератор ПД).
  • N (Neuron) - эксперименты с моделью нейрона.
  • MC (Motion Control) - моделирование нейронных сетей для управления движением.

В статье будут рассмотрены элементы библиотеки и примеры с которых мы и начнем.

Подробнее...

Обсудить на форуме (комментариев 1).

Введение в ИИ - с чего начать

Под термином Artificial Intelligence сейчас в мире обычно подразумевается не проблематика сильного искусственного интеллекта, а множество частных проблем, которые объединяет плохая формализуемость, и технологии для решения которых условно называют слабым ИИ. Проблемы терминологии хорошо описаны в статье Дэвида Вернона «То, что мы называем искусственным интеллектом, им не является». Но какую бы цель ни ставил перед собой тот, кто начинает изучать тему искусственного интеллекта, важно ознакомиться и освоить существующие технологии и терминологию.

Ниже идут ссылки на ресурсы, которые можно рекомендовать к первоначальному ознакомлению, условно разделенные на слабый и сильный ИИ.

Подробнее...

Обсудить на форуме (комментариев 31).

От модели формального нейрона к импульсному нейрону

В заметке ранее была описана предыстория появления нашей модели нейрона.

А также представлено небольшое перечисление некоторых из существующих в настоящее время моделей нейронов.

В этой статье будет описаны основные отличия нашей модели от модели формального нейрона. Отталкиваемся именно от модели формального нейрона мы потому, что первоочередной целью является все-таки создание нейронных сетей для решения задач управления в технике. Для исследований в нейрофизилогии более подходящими будут известные классические модели, основанные на описании функционирования ионных каналов.

Тезисно можно выделить четыре этапа, первым из которых будет собственно немного расширенная модель формального нейрона:

1 – Универсальная модель формального нейрона
2 – Нейрон со структурной организацией мембраны
3 – Раздельное вычисление вкладов в мембранный потенциал
4 – Отказ от явного задания пороговой функции

Подробнее...

Обсудить на форуме (комментариев 3).

Концепция применения биоподобных моделей нейронных сетей для управления робототехническими системами

Существует множество подходов к созданию автономных робототехнических систем системы управления которых обладают в большей или меньшей степени интеллектуальными свойствами [1,2,3]. Мы предлагаем вариант идти от моделирования систем управления движением на основе бионики. Нервная система появилась как средство активного взаимодействия со средой и эволюционировала вместе с ростом сложности своего объекта управления и требуемых реакций на среду. При этом важно именно то, что объект активно взаимодействует со средой, получая таким образом ответную обратную связь на результат своей деятельности. Мы предлагаем идти в моделировании по пути, в котором мы, не пытаясь сразу решать сложные задачи (такие как, например, обнаружение и распознавание объектов среды, перевода речи и тому подобное), реализовывать нейронные сети, управляющие объектом, взаимодействующим со средой. При этом в основу сенсорной системы можно положить небольшое число датчиков малой размерности.

В рамках предложенного возможно два различных, но взаимно дополняющих друг друга подхода:

1. Заимствование информации о нейронных структурах с известной морфологией и функцией, и построение их моделей, в дальнейшем изучение их функционирования и применение полученных знаний для решения аналогичных задач в управлении техническими системами. Плюсом является априори известная структура сетей. Однако существует мало информации об архитектурах биологических нейронных сетей управления движением. Более-менее на уровне отдельных нейронов известны только низшие уровни, непосредственно взаимодействующие с мышцами. Наиболее надежный способ здесь - моделирование простейших нервных систем.

2. Используя накопленные знания о принципах организации биологических НС разрабатывать требуемые для решения наших задач нейросетевые архитектуры. Далее идет поиск сходства или расхождения в полученных моделях с реальностью и коррекция моделей при необходимости. Плюсом является свобода в выборе архитектуры сетей. Недостатком - опасность перейти от поиска общих концепций построения сетей управления к решению частных задач. А также, как и в п.1, проверка решений "в лоб" на их адекватность биологическим прототипам затруднена, из-за нехватки морфологических данных.

Очевидно, что разумно попытаться совместить оба подхода.

Подробнее...

Обсудить на форуме (комментариев 1).

Предыстория работы по созданию модели импульсного нейрона

Эта и другие статьи, под общим названием "Моделирование биоподобных систем управления движением" посвящаются памяти Романова Сергея Петровича, доктора биологических наук, ведущего научного сотрудника лаборатории физиологии рецепции Института физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук, и моего учителя, скоропостижно скончавшегося 1 апреля 2013 года на 76 году жизни.

Наша совместная работа началась в мою бытность студентом, когда я начал заниматься исследованиями в направлении возможности применения наработок Сергея Петровича в области моделирования естественных нейронов и нейронных структур для управления движением в технических системах.

Сергей Петрович, был одним из тех немногих ученых, кто мог работать на стыке между биологами и технарями, становясь связующим звеном между ними, и постигшая нас потеря очень тяжела как в моральном, так и в профессиональном плане.

Подробнее...

Обсудить на форуме (комментариев 1).

Подкатегории

  • Аниматы

    Конструирование и исследование искусственных "организмов" способных приспосабливаться к внешней среде - основной подход направления "Адаптивное поведение". Программа-максимум этого направления исследований - попытаться проанализировать эволюцию когнитивных способностей животных и эволюционное происхождение человеческого интеллекта.

    Кол-во материалов:
    2
  • Бионика

    Предлагаем вашему вниманию работы по моделированию биологических нейронных систем.

    Кол-во материалов:
    14
  • Распознавание

    Исследования посвященные задачам классификации и распознавания образов и моделированию образных систем обработки информации.

    Кол-во материалов:
    5
  • Управление
    Кол-во материалов:
    4
  • ИИ и WWW
    Кол-во материалов:
    0
  • Неакадемическое знание
    Кол-во материалов:
    0
  • Философия ИИ
    Кол-во материалов:
    9
  • Образование
    Кол-во материалов:
    2
Исследования