Redes neuronales PDF

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¿Qué son las redes neuronales artificiales?

Aplicaciones de las RNAs

La teoría de las RNA ha brindado una alternativa a la computación clásica, para aquellos problemas, en los cuales los métodos tradicionales no han entregado resultados muy convincentes, o poco convenientes. Las aplicaciones más exitosas de las RNA son:

• Procesamiento de imágenes y de voz
• Reconocimiento de patrones
• Planeamiento
• Interfaces adaptivas para sistemas Hombre/máquina
• Predicción
• Control y optimización
• Filtrado de señales

Los sistemas de computo tradicional procesan la información en forma secuencial; un computador serial consiste por lo general de un solo procesador que puede manipular instrucciones y datos que se localizan en la memoria, el procesador lee, y ejecuta una a una las instrucciones en la memoria; este sistema serial es secuencial, todo sucede en una sola secuencia determinística de operaciones. Las RNA no ejecutan instrucciones, responden en paralelo a las entradas que se les presenta. El resultado no se almacena en una posición de memoria, este es el estado de la red para el cual se logra equilibrio.

fuente: wikipedia

RNAs y el cine. Camino a la Singularidad Tecnológica

Transcendence, la última película de Jhonny depp Y Morgan Freeman nos muestra una futuro hipotético de la humanidad, donde el progreso tecnológico y social es tal que permite el desarrollo de una inteligencia artificial superior, la cual permitirá el cambio o actualización de todo nuestro sistema social, de todo nuestro entorno. La película también plantea un problema filosófico para tener en cuenta que es, la incorporación de sistemas artificiales en sistemas biológicos. Una mirada posthumanista que plantea al humano como un paso transitorio en la evolución intelectual y buscan continuamente desarrollar al máximo todas nuestras capacidades físicas, psicológicas y emocionales. Todo esto gracias a la creación de un sistema superinteligente que emula el funcionamiento de un cerebro humano (Jhonny depp) quién interpreta el papel de un investigador de IA con el sueño de poder, algún día, emular el funcionamiento del cerebro humano de forma artificial. Sus planes se ven estropeados cuando recibe un atentado de un grupo terrorista anti-tecnología, quienes le disparan una bala radiactiva que poco a poco va deteriorando su salud física. Para suerte la suerte depp, logran conservar su conciencia en una especie de  Tamagotchi cuantico, super desarrollado, el cual permite que éste se traslade por toda la red a cualquier lugar que desee.

Jhonny Depp Antes de convertirse en una Super-Inteligencia Artificial

Sinopsis: Tres científicos, Max y los casados Will y Evelyn, han investigado durante años la posibilidad de desarrollar un código de programación para crear el primer ordenador del mundo que piense por sí mismo. Cuando un grupo de terroristas anti-tecnología asesina a Will, Evelyn carga en su cerebro el prototipo de superordenador obtenido hasta el momento. El experimento no parece dar resultado, pero al poco tiempo, comprueba que Will responde a través de la máquina, a la que conecta un micrófono y una cámara para que pueda verla y hablar con ella. El científico convertido en máquina, manda una copia de seguridad de sí mismo a todos los ordenadores del mundo y da a conocer su trabajo a través de internet. La organización terrorista, que se hace eco de sus logros, pondrá todo su en empeño en buscarle para destruirle definitivamente y con ello poner fin a lo que podría ser el comienzo de una nueva era tecnológica.

Definición y Ventaja de las RNAs

Redes neuronales artificiales son redes inter-conectadas masivamente en paralelo de elementos simples (usualmente adaptativos) y con organización jerárquica, las cuales intentan interactuar con los objetos del mundo real del mismo modo que lo hace el sistema nervioso biológico, es decir a través del análisis de los datos provistos por la percepción y la experiencia, funciones fundamentales del proceso cognitivo.

Debido a su constitución, las redes neuronales artificiales presentan un gran números de características semejantes a los sistemas biológicos, por ejemplo: Aprender de la experiencia, generalizar, desechar información irrelevante, etc. Esto hace que ofrezcan un gran número de ventajas en las cuales se incluyen.

• Aprendizaje Adaptativo. Capacidad de aprender a realizar tareas basadas en un entrenamiento o  en una experiencia inicial. 

• Auto-organización. Una red neuronal puede crear su propia organización o representación de la información que recibe mediante una etapa de aprendizaje. 

• Tolerancia a fallos. La destrucción parcial de una red conduce a una degradación de su estructura; sin embargo, algunas capacidades de la red se pueden retener, incluso sufriendo un gran daño. 

• Operación en tiempo real. Los cómputos neuronales pueden ser realizados en paralelo; para esto se diseñan y fabrican máquinas con hardware especial para obtener esta capacidad. 

• Fácil inserción dentro de la tecnología existente. Se pueden obtener chips especializados para redes neuronales que mejoran su capacidad en ciertas tareas. Ello facilitará la integración modular en los sistemas existentes. 

 

 

Las Neuronas - O todo eso que nos falta. -

Las neuronas son el elemento principal del tejido nervioso. Son altamente excitables reciben, transmiten y almacenan información. El cumplimiento de estas funciones depende del tipo de relación o conexiones que las mismas creen las unas con las otras. En una neurona típica podemos identificar tres regiones bien limitadas: el soma, las dendritas y el axón. El soma contiene la mayoría de los elementos comunes a toda neurona animal, aunque su morfología es variable. Las dentritas se extienden de forma ramificada, que en su conjunto componen la mayor parte del volumen neuronal.

El axón es una prolongación neuronal encargado de conducir impulsos eléctricos a través de sí mismo y conectarse con otras neuronas.

Esto podría ser una neurona.

Aún así, las neuronas son sólo un componente más-aunque muy importantes-de una red de conexiones mucho mayor que a su vez compone un sistema mucha más extenso y complejo llamado sistema nervioso central. Este sistema es el encargado de la distribución y procesamiento de la información que recibimos por medio de la percepción de nuestros sentidos sensoriales (vista, sabor, olor, tacto, sonido) y el resto de información fisiológica proporcionada por el cuerpo. Las neuronas procesan esta información entrante y responden a ella mediante la coordinación generalizada de las respuestas del cuerpo, como puede ser la actividad muscular o de los órganos internos. Así por ejemplo, cada vez que llegamos a casa y sentimos un aroma que nos indica que es hora de la comida, la información proporcionada por el estímulo olfativo ingresa a nuestro cuerpo y a partir de allí las neuronas transportan la información al cerebro, el cual procesa la información y genera una respuesta adecuada mediante la estimulación de las glándulas salivales. (En el caso de que la comida esté buena).- 

El cerebro y su funcionamiento es el concepto fundamental, entender como se produce el pensamiento,las funciones cognitivas comunes como la memoria, la percepción, el aprendizaje son el núcleo principal a desarrollar en el campo de las RNAs, las cuales pretenden que las computadoras aprenden del mismo modo que lo hace un animal o una persona, es decir, recopilando todos los datos del entorno, analizándolos y operando sobre los mismos a través de la experiencia y no a través de operaciones previamente programadas.

Me olvidé que tenía un Blog. (Videos)

Básicamente una red neuronal es un sistema complejo, compuesto a su vez por elementos o unidades, los más importantes: Las neuronas. Estas tienen la capacidad de programar su función según los estímulos que recibimos del ambiente, la forma en la que procesamos estos estímulos y respondemos a ellos van a ir generando conexiones nuevas o modificando viejas conexiones en el sistema, esto desde la concepción de la neurociencia.

Ahora bien, la Inteligencia Artificial, dentro del campo de las RNAs busca una convergencia entre las ciencias tecnologías de la información y las ciencias cognitivas. El cerebro y su funcionamiento es el concepto fundamental.

La interacción entre sistemas biológicos, neuronas y sistemas artificiales como plaquetas de silicios se están desarrollando en base a la nanotecnología y la fisicoquímica, se han hecho avances impresionantes en la comunicación mente-maquina, gracias al implante de nanochips y nanosensores.

Las Redes Neuronales artificiales, a diferencia de sus pares biológicas, operan bajo el principio de algoritmos previamente cargados en el sistema, haciendo esto, casi imposible la interpretación de situaciones complejas o con innumerable cantidad de variantes, como la realidad misma.