Презентация на тему АДАПТИВНЫЙ ОПЕРАТОР МУТАЦИИ ДЛЯ НЕЙРОЭВОЛЮЦИОННОГО АЛГОРИТМА

Презентация на тему Презентация на тему АДАПТИВНЫЙ ОПЕРАТОР МУТАЦИИ ДЛЯ НЕЙРОЭВОЛЮЦИОННОГО АЛГОРИТМА, предмет презентации: Образование. Этот материал содержит 19 слайдов. Красочные слайды и илюстрации помогут Вам заинтересовать свою аудиторию. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций ThePresentation.ru в закладки!

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1
Текст слайда:

АДАПТИВНЫЙ ОПЕРАТОР МУТАЦИИ ДЛЯ НЕЙРОЭВОЛЮЦИОННОГО АЛГОРИТМА

Цой Ю.Р., Спицын В.Г.
Томский политехнический университет
Кафедра вычислительной техники
qai@mail.ru, spitsyn@ce.cctpu.edu.ru
http://qai.narod.ru


Слайд 2
Текст слайда:

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Алгоритм NEvA
Адаптивный оператор мутации
Результаты работы
Заключение


Слайд 3
Текст слайда:

Использование ИНС включает:
Подготовка обучающих данных
Выбор архитектуры
Обучение
Дополнительные операции по оптимизации обученной ИНС

1. Введение (1/2)

Генетические алгоритмы (ГА) и искусственные нейронные сети (ИНС) – две концепции, имеющие природные «прототипы».


Слайд 4
Текст слайда:

1. Введение (2/2)

Эволюционные алгоритмы для настройки и обучения ИНС:
Настройка значений весов связей (F. Gomez, D. Whitley, Л. Комарцова, О. Мосалов)
Поиск структуры ИНС (A. Fiszelew, А. Хомич)
Одновременная настройка весов и структуры ИНС (C. Ferreira, F.Gruau, C. Igel, D. Moriarty, K. Stanley, X. Yao)

Ограничиваемые параметры:
- количество скрытых нейронов и топология ИНС;
- количество входных связей нейронов;
- «направление» эволюции сетей (усложнение/упрощение)


Слайд 5
Текст слайда:

2. Алгоритм NEvA (1/3)

NEvA – NeuroEvolutionary Algorithm
Настройка весов и структуры ИНС
1 особь = нейронная сеть
Популяция = множество нейронных сетей


Слайд 6
Текст слайда:

2. Алгоритм NEvA (2/3)

Пример скрещивания:


Слайд 7
Текст слайда:

2. Алгоритм NEvA (3/3)

Начальная популяция – ИНС без скрытых нейронов.
Усложнение структуры нейронных сетей в процессе эволюции.
Нейроны с лог-сигмоидной функцией активации




Слайд 8
Текст слайда:

NC – количество связей в сети,
NI, NO, NN – соответственно количество входных, выходных нейронов и общее число нейронов в сети,
FB – флаг, обозначающий, разрешено появление обратных связей (FB=1) или нет (FB=0)

3. Адаптивный оператор мутации (1/5)


Слайд 9
Текст слайда:

fC – степень «связанности» ИНС
fN – регуляция скорости усложнения структуры ИНС

3. Адаптивный оператор мутации (2/5)

Нет обратных связей (FB = 0)

Возможны обратные связи (FB = 1)


Слайд 10
Текст слайда:

3. Адаптивный оператор мутации (3/5)

FC = fC2

FN = FC * fN2


СВ – случайная
величина

NH – число скры-
тых нейронов


Слайд 11
Текст слайда:

3. Адаптивный оператор мутации (4/5)

Пример

fC = 6 /(0,5*(5*4 – 2*1 – 1*0)) = 0,667

fN = 3/5 = 0,6

FC = fC2 = 0,445, FN = FC * fN2 = 0,160

p1

p2

p3

p4

p1 = ( 1 - FC )(1-FC+αFC) = 0,308
p2 = 0,454, p3 = 0,071, p4 = 0,166


Слайд 12
Текст слайда:

3. Адаптивный оператор мутации (5/5)

Вероятность мутации:
«Уменьшение вероятности мутации в процессе эволюции улучшает результаты работы ГА» (Schаffer, Caruana, Eshelman, Das, 1989, Goldberg, 1989, Eiben, Hinterding, Michalewicz,1999, Igel, Kreutz, 2003 )


NC – количество связей в ИНС, представленной особью

Вероятность мутации разыгрывается NI+NO раз для каждой особи. Таким образом, вероятность k-кратной мутации:


Слайд 13
Текст слайда:

Исключающее ИЛИ

4. Результаты экспериментов (1/4)


Слайд 14
Текст слайда:

Балансирование 1 шеста

4. Результаты экспериментов (2/4)


Слайд 15
Текст слайда:

Балансирование 2 шестов

4. Результаты экспериментов (3/4)


Слайд 16
Текст слайда:

Удаление входных сигналов для задачи балансирования двух маятников:
7 раз удален 1 вход с сигналом о движении тележки.
1 раз удалено 2 входа с сигналами о движении тележки.

4. Результаты экспериментов (4/4)

Удаление связей может привести к изоляции некоторых входных нейронов в полученной ИНС, и, следовательно, к уменьшению размерности проблемы.


Слайд 17
Текст слайда:

5. Заключение (1/2)

Планы на будущее:
исследовать скорость работы алгоритма на задачах, требующих использование обратных связей;
исследовать обобщающие способности получаемых ИНС на примере данных из тестового набора Proben1;
реализовать адаптивную настройку размера популяции, что способно увеличить скорость работы алгоритма до 30%.


Слайд 18
Текст слайда:

5. Заключение (2/2)

Использование адаптивной вероятности мутации позволило добиться улучшения скорости работы алгоритма (до 30% процентов в задаче балансирования двух маятников).

В алгоритме NEvA нет явного ограничения на сложность структуры получаемых ИНС. Направление эволюции (упрощение или усложнение сетей) также не ограничивается.


Слайд 19
Текст слайда:

Ваши вопросы qai@mail.ru http://qai.narod.ru

Спасибо за внимание!


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика