خلاصه
مفید بودن شبکه عصبی آنالوگ مصنوعی بصورت خیلی نزدیکی با میزان قابلیت آموزش پذیری آن محدود می شود .
این مقاله یک معماری شبکه عصبی آنالوگ جدید را معرفی می کند که وزنهای بکار برده شده در آن توسط الگوریتم ژنتیک تعیین می شوند .
اولین
پیاده سازی VLSI ارائه شده در این مقاله روی سیلیکونی با مساحت کمتر از
1mm که شامل 4046 سیناپس و 200 گیگا اتصال در ثانیه
است اجرا شده است .
از آنجائیکه آموزش می تواند در سرعت کامل شبکه انجام
شود بنابراین چندین صد حالت منفرد در هر ثانیه می
تواند توسط الگوریتم ژنتیک تست شود .
این باعث می شود تا پیاده سازی مسائل بسیار پیچیده که نیاز به شبکه های چند لایه بزرگ دارند عملی بنظر برسد .
1- مقدمه
شبکه های عصبی مصنوعی به صورت عمومی بعنوان یک راه حل خوب برای مسائلی از قبیل تطبیق الگو مورد پذیرش قرار گرفته اند .
علیرغم
مناسب بودن آنها برای پیاده سازی موازی ، از آنها در سطح وسیعی بعنوان
شبیه سازهای عددی در سیستمهای معمولی استفاده می شود .
یک
دلیل برای این مسئله مشکلات موجود در تعیین وزنها برای سیناپسها در یک شبکه
بر پایه مدارات آنالوگ است .
موفقترین الگوریتم آموزش ، الگوریتم Back-Propagation است .
این الگوریتم بر پایه یک سیستم متقابل است که مقادیر صحیح را از خطای خروجی شبکه محاسبه می کند .
یک شرط لازم برای این الگوریتم دانستن مشتق اول تابع تبدیل نرون است .
در
حالیکه اجرای این مسئله برای ساختارهای دیجیتال از قبیل میکروپروسسورهای
معمولی و سخت افزارهای خاص آسان است ، در
ساختار آنالوگ با مشکل روبرو می شویم .
دلیل این مشکل ، تغییرات قطعه و
توابع تبدیل نرونها و در نتیجه تغییر مشتقات اول آنها از نرونی به نرون
دیگر و از تراشه ای به تراشه دیگر است و چه چیزی می تواند بدتر از این
باشد که آنها با دما نیز تغییر کنند .
ساختن
مدارات آنالوگی که بتوانند همه این اثرات را جبران سازی کنند امکان پذیر
است ولی این مدارات در مقایسه با مدارهایی که جبران سازی نشده اند
دارای حجم بزرگتر و سرعت کمتر هستند .
برای کسب موفقیت تحت فشار رقابت
شدید از سوی دنیای دیجیتال ، شبکه های عصبی آنالوگ نباید
سعی کنند که مفاهیم دیجیتال را به دنیای آنالوگ انتقال دهند .
در عوض آنها باید تا حد امکان به فیزیک قطعات متکی باشند تا امکان استخراج یک موازی سازی گسترده در تکنولوژی VLSI مدرن بدست آید .
شبکه
های عصبی برای چنین پیاده سازیهای آنالوگ بسیار مناسب هستند زیرا جبران
سازی نوسانات غیر قابل اجتناب قطعه می تواند در وزنها لحاظ
شود .
-
محتوای فایل دانلودی:
حاوی فایل ورد قابل ویرایش