Персептрон
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Персептрон

Персептрон, перцептрон (англ. perceptron, йому.(німецький) Perzeptron, від латів.(латинський) perceptio — розуміння, пізнання, сприйняття), математична модель процесу сприйняття . Стикаючись з новими явищами або предметами, людина їх взнає, тобто відносить до того або іншого поняття (класу). Так, ми легко взнаємо знайомих, навіть якщо вони змінили зачіску або одяг, можемо читати рукописи, хоча кожен почерк має свої особливості, взнаємо мелодію в різному аранжуванні і т.д. Ця здатність людини і отримала назву феномену сприйняття. Людина уміє на підставі досвіду виробляти і нові поняття, виучуватися новій системі класифікації. Наприклад, при вченні розрізненню рукописних знаків учневі показують рукописні знаки і повідомляють, яким буквам вони відповідають, тобто до яких класів ці знаки відносяться; в результаті у нього виробляється уміння правильно класифікувати знаки.

  Вважають, що сприйняття здійснюється за допомогою мережі нейронів . Модель сприйняття (персептівная модель) може бути представлена у вигляді трьох шарів нейронів: рецепторного шару ( S ), шару перетворюючих нейронів ( А ) і шару реагуючих нейронів ( R ) ( мал. ). Нейрон (згідно найбільш простий моделі Мак-Каллока — Пітса)— це нервова клітина, яка має декілька входів і один вихід. Входи можуть бути або збуджуючі, або гальмівні. Нейрон збуджується і посилає імпульс в тому випадку, якщо число сигналів на збуджуючих входах перевершує число сигналів на гальмівних входах на деяку величину, звану порогом спрацьовування нейрона. Залежно від характеру зовнішнього роздратування в S -слоє утворюється якась сукупність імпульсів (сигналів) які, поширюючись по нервових дорогах, досягають нейронів А -слоя, де відповідно до сукупності імпульсів, що прийшли, утворюються нові імпульси, що поступають на входи нейронів R -слоя. У нейронах А -слоя підсумовуються вхідні сигнали з одним і тим же коефіцієнтом посилення (можливо з різними знаками), в нейронах же R -слоя підсумовуються сигнали з різними як по величині, так і по знаку коефіцієнтами. Сприйняття якого-небудь об'єкту відповідає збудженню певного нейрона R -слоя. Вважають, що коефіцієнт посилення реагуючих нейронів підібрані так, що різним об'єктам одного класу відповідають сукупності імпульсів, збуджуючі один і той же нейрон R -слоя. Формування нового поняття полягає у встановленні коефіцієнта посилення відповідного реагуючого нейрона.

  В 1957 американський учений Ф. Розенблатт побудував технічну модель зорового аналізатора, названу їм П. «Марк-1». У П. «Марк-1» моделлю рецепторного нейрона служив фотоелемент, моделлю перетворюючого нейрона — пороговий елемент з коефіцієнтом посилення ±1, а моделлю реагуючого нейрона — пороговий елемент з коефіцієнтами, що набудовуються. Входи порогових елементів А -слоя з'єднувалися з фотоелементами випадково. П. Розенблатта призначався для роботи в режимі експлуатації і режимі вчення. У режимі експлуатації П. класифікував пред'явлені йому ситуації; якщо зі всіх R -елементов збуджувався лише R i -елемент, то ситуація відносилася до i -тому класу. В ході вчення по послідовності прикладів, що пред'являються для вчення, вироблялися коефіцієнт посилення порогових елементів R -слоя.

  П. «Марк-1» був першим з небагатьох технічних моделей сприйняття. Надалі процес сприйняття досліджувався методами моделювання на ЦВМ(цифрова обчислювальна машина). У 60-х рр. П., або персептівнимі схемами, стали називати моделі сприйняття, в яких розрізняють три частини: сприймаючу частину, що перетворює частину і реагуючі порогові елементи. Сприймаюча частина ставить у відповідність кожному об'єкту вектор, який перетворюючою частиною переводиться у вектор . Вектор  відносять до j -тому класу, якщо відповідна зважена сума реагуючого R j -елемента перевершує його поріг спрацьовування. Математичне дослідження персептронних схем пов'язане із завданням вчення розпізнаванню образів, де з'ясовується, як має бути побудована що перетворює частина і який алгоритм встановлення коефіцієнта посилення R -елементов в режимі вчення.

  Літ.: Розенблатт Ф., Принципи нейродинаміки, пер.(переведення) з англ.(англійський), М., 1965; Мінський М., Пейперт С., Персептрони, пер, з англ.(англійський), М., 1971; Вапник Ст Н., Червоненкис А. Я., Теорія розпізнавання образів, М., 1974.

  Ст Н. Вапник.

Проста структурна схема персептівной моделі (персептрона): S-елементі — рецептори (рецепторний шар нейронів); А-елементи — перетворюючі нейрони; R-елементі — реагуючі нейрони. Стрілками показані напрями поширення імпульсів по нервових зв'язках.