BSc KICursus Natuur & Berekening 2025-26

Hoorcollege

Neurale Netwerken en Leren

Kennen

  • ANN, WNN. Verschillen tussen ANN en WNN.
  • Het enkelvoudig lineair perceptron.
  • Unit (knoop, neuron). De activatiewaarde van een knoop, de invoerwaarden van een knoop, de uitvoerwaarde van een knoop, verbinding (link), het gewicht van een verbinding. De notie netto invoer als de gewogen som van de invoerwaarden.
  • Het enkelvoudig lineair perceptron als neuron waarbij de uitvoer gewoon gelijk is aan de netto invoer.
  • Het in één keer bepalen van optimale gewichten middels multivariate regressie. (Bij een deeltoets alleen begrip van het proces, je hoeft er niet aan te rekenen.)
  • Representatie van EN, OF, NIET door middel van een enkelvoudig lineair perceptron.
  • De delta-leerregel.
  • Het verschil tussen batch leren en online leren, en de effecten daarvan op de foutfunctie.
  • Minsky & Papert's resultaat dat een enkelvoudig lineair perceptron niet de X-OR functie kan representeren. De invloed van dit resultaat op het NN-onderzoek destijds.
  • De uitbreiding van het enkelvoudig lineair perceptron: de unit met een sigmoïde activatiefunctie. De invloed van deze uitbreiding op het NN-onderzoek.
  • Eigenschappen van de sigmoïde activatiefunctie σ. De afgeleide σ'.
  • Het meerlagige feed forward neurale netwerk (FFNN). Invoerlaag, verborgen laag, uitvoerlaag.
  • De invoernotatie volgens Mitchell: knoop j bezit, voor elke voorgangerknoop i, invoer xji en gewicht wji.
  •   
  • Netto invoer netj = ∑i∈Voorgangers(j) wjixji, uitvoer oj = σ(netj), opvolgers Downstream(j), correctiefactor δj =Def −∂Ed(w)/∂netj, waarbij w de vector van alle gewichten voorstelt.
  • Voorwaartse propagatie bij het gebruik van een bestaand FFNN.
  • Terugpropagatie van fouten bij het leerproces van een FFNN, i.h.b. hoe voor elke knoop j de correctiefactor δj wordt bepaald, en hoe met de leerfactor η, de correctiefactor δj, en de invoerwaarde xji het gewicht wji wordt geupdate.
  • Betekenis van expressies als Ed(w), ∂Ed(w)/∂wji, ∂Ed(w)/∂netj, ∂Ed(w)/∂oj, ∂oj/∂netj, ∂σ(netj)/∂netj, ∂netji/∂wji, en voor opvolgerknopen k ∂netk/∂netj en ∂netk/∂oj.
  • Het leerproces van een FFNN: groei van gewichten, daling van fouten. (De grafiekjes.)
  • De notie overfitting. Twee oorzaken van overfitting: te lang doorleren en te veel inwendige lagen. (Er zijn meer mogelijke oorzaken, maar dit zijn er twee.)
  • Plateau's in het foutenlandschap. Hoe daar mee om te gaan middels het introduceren van momentum in de gewichtenupdates.
  • Representatie van begrensde continue functies door FFNN, in het bijzonder wat daar minimaal voor nodig is.
  • Representatie van reëelwaardige functies door FFNN, en wat daar minimaal voor nodig is.
  • Voordelen / sterke kanten van FFNN, nadelen / zwakke kanten van FFNN.
  • Geschikte toepassingsdomeinen van FFNN.
  • Voorbeeld: ALVINN.
  • Kunnen

  • Het in één keer bepalen van optimale gewichten van een lineair perceptron middels multivariate regressie. (Alleen bij inleveropgaven.)
  • Met één leervoorbeeld gewichtenveranderingen in een lineair perceptron uitrekenen door toepassing van de delta-leerregel.
  • Met meerdere leervoorbeelden. In batch. Online. (Deze bullet alleen met inleveropgaven.)
  • In een klein FFNN voorwaartse propagatie toepassen op een aangewezen knoop. Dus bereken uitvoer bij gegeven invoer.
  • In een klein FFNN terugpropagatie toepassen op een aangewezen uitvoerknoop. Dus bereken nieuwe gewichten door ideale uitvoer T afkomstig van een voorbeeld (X, T) te vergelijken met reëele uitvoer Y gegenereerd door inputvector X en voorwaartse propagatie.
  • In een klein FFNN terugpropagatie toepassen op een aangewezen inwendige knoop, waarbij de correctiefactoren van opvolgerknopen bekend zijn.
  • Materiaal

  • Slides Feed forward netwerken.
  • Ch. 4: Artificial neural networks uit “Machine Learning”, John Mitchell, 1998. (Primaire bron.)
  • TCBoN H22: Neural Networks and Learning. (Secundaire bron.)
  • Werkcollegedictaat.

  • Laatst gewijzigd op donderdag 14 november 2024, om 10:58 uur commentaar welkom Translate to en, ru, or tr