2.2. Mạng Nơron
2.2.1. Khỏi niệm mạng nơron nhõn tạo
Mạng nơron sinh học bao gồm vụ số cỏc nơron sinh học liờn kết với nhau. Một nơron (hỡnh 2.7) bao gồm cỏc thành phần cơ bản sau:
- Thõn nơron được giới hạn trong một màng, trong cựng là nhõn.
- Cỏc rễ vào để nhận thụng tin và rễ ra để truyền thụng tin xử lý tới cỏc nơron khỏc.
- Axon để liờn kết nơron với cỏc nơron khỏc trong mạng.
Quỏ trỡnh hoạt động của một nơron là một quỏ trỡnh điện hoỏ tự nhiờn. Khi cú tỏc động từ bờn ngoài vào nơron thỡ trong tế bào nơron sẽ xảy ra hàng loạt cỏc phản ứng hoỏ học tạo thành lực tỏc động, khi vượt quỏ ngưỡng cõn bằng sẽ làm nơron bị kớch thớch. Thế năng sinh ra do nơron bị kớch thớch được truyền vào mạng qua axon và cú khả năng kớch thớch hoặc kỡm hóm cỏc nơron khỏc trong mạng. Khả năng đỏp ứng theo kớch thớch của nơron cú thể thay đổi theo thời gian, cỏc đỏp ứng cú thể tăng lờn, giảm đi hay khụng cú. Vỡ cỏc nơron trong mạng được liờn kết với nhau nờn sự thay đổi trạng thỏi của một nơron cũng kộo theo sự thay đổi trạng thỏi của những nơron khỏc cú liờn kết với nú và do đú làm thay đổi trạng thỏi của toàn bộ mạng. Việc thay đổi trạng thỏi của mạng nơron cú thể được thực hiện bởi quỏ trỡnh học tự nhiờn. Những đặc điểm này của mạng
nơron sinh học đó được quan tõm và ứng dụng để thiết kế ra cỏc mụ hỡnh mạng nơron nhõn tạo. Vậy mạng nơron nhõn tạo là sự tỏi tạo bằng kỹ thuật những chức năng cần thiết của mạng nơron sinh học. Bờn cạnh đú cũn cú những chức năng mới được tạo ra nhằm giải quyết một bài toỏn cho trước.
Như vậy mạng nơron cú thể được tạo ra bằng nhiều cỏch khỏc nhau, song về cơ bản một nơron gồm cỏc phần như hỡnh 2.8.
- Cỏc đầu vào xi, i=1,…,n tỏc động vào nơron với cường độ khỏc nhau được thể hiện qua cỏc trọng số wi, i=1,…,n. Tổng giỏ trị của cỏc kớch
nhõn
Cỏc rễ vào
axon rễ ra
Hỡnh 2.7: Cấu trỳc một nơron sinh học
∑
w1 w2
wn
Hỡnh 2.8: Cấu trỳc cơ bản của một nơron nhõn tạo
x1 x2
xn
thớch đầu vào được thực hiện qua một bộ cộng ∑ = = n i T i ix w x w 1 . là giỏ trị đo kớch thớch đầu vào tỏc động vào nơron.
- Giỏ trị đầu ra của bộ cộng được đưa tới khõu tiền đỏp ứng c. Khõu này cú tỏc dụng tạo ra đỏp ứng tức thời và lưu giữ cỏc đỏp ứng theo thời gian.
- Tớn hiệu ra của khõu tiền đỏp ứng được đưa tới khõu tạo tớn hiệu ra f để xỏc định sự phụ thuộc của tớn hiệu ra theo cỏc kớch thớch đầu vào, thụng thường f là một hàm của tớn hiệu ra y và cỏc tớn hiệu vào xi.