Kohonen self organizing maps. Ανάπτυξη περιβάλλοντος προσομοίωσης με τη χρήση του Matlab

Κατσιαούνης, Γεώργιος (2015) Kohonen self organizing maps. Ανάπτυξη περιβάλλοντος προσομοίωσης με τη χρήση του Matlab. BSc thesis, ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας.

Text ΕΙ16_2015.pdf Restricted to Registered users only Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives. Download (3MB)

Abstract

Τα Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα αποτελούν μια περιοχή η οποία έχει αναπτυχθεί τις τελευταίες δεκαετίες και αποτελεί πλέον ένα ευρύ τομέα που σχετίζεται με το γενικότερο πλαίσιο της τεχνητής νοημοσύνης και των ευφυών συστημάτων. Ουσιαστικά προσομοιώνουν τη βιολογική οργάνωση και λειτουργία των βιολογικών νευρώνων και βασικό τους πλεονέκτημα είναι η ευπλαστότητα (plasticity). Αποτελούνται από ένα σύνολο απλών, διασυνδεδεμένων και προσαρμοστικών μονάδων οι οποίες δημιουργούν ένα πολύπλοκο υπολογιστικό μοντέλο. Σήμερα, χρησιμοποιούνται σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών και σε προβλήματα που οι γνωστοί τρόποι αντιμετώπισης παρουσιάζουν δυσκολίες, “επιβάλλοντας” έτσι την αναγκαιότητά τους στην κοινωνία των πληροφοριών. Στόχος της παρούσας πτυχιακής εργασίας ήταν η περιγραφή της έννοιας του Τεχνητού Νευρωνικού Δικτύου, πώς γεννήθηκε η ιδέα της υλοποίησής του, τι ανάγκες την επέβαλαν και πλέον ποιους σκοπούς εξυπηρετεί η ύπαρξή του στην επιστημονική κοινότητα. Επίσης, μελετήθηκαν και παρουσιάστηκαν μέθοδοι εκπαίδευσης των Τεχνητών Νευρωνικών δικτύων και σύγκριση αυτών. Αναλύθηκαν οι βασικές αρχιτεκτονικές τους και αλγόριθμοι εκμάθησης τους σε πρότυπα δεδομένα εισόδου. Στη συνέχεια, μελετήθηκε εκτενώς το μοντέλου του νευρωνικού δικτύου Kohonen που υλοποιεί χάρτες αυτό-οργάνωσης με τη βοήθεια μη επιβλεπόμενης μάθησης, προσφέροντας ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για την αντιμετώπιση προβλημάτων ομαδοποίησης δεδομένων που ανήκουν σε χώρο υψηλών διαστάσεων. Παρουσιάστηκε ο αλγόριθμος εκμάθησης του δικτύου όπως επίσης και σημειώθηκε η σημαντικότητα όσον αφορά στην επιλογή χρήσης των παραμέτρων που επηρεάζουν την απόδοση του συστήματος. Επίσης, περιγράφηκε η υλοποίηση και αναπαράσταση της δομής και εκπαίδευσης του δικτύου Kohonen σε περιβάλλον της γλώσσας προγραμματισμού Matlab, παρουσιάστηκε το γραφικό εργαλείο δημιουργίας και οπτικοποίησης χαρτών αυτο-οργάνωσης, nctool, όπως επίσης και αναλύθηκε λεπτομερώς η χρήση του πακέτου συναρτήσεων SOM Toolbox για τους ίδιους λόγους. Τέλος, εξήχθησαν αποτελέσματα από τη δημιουργία και εκπαίδευση ενός αυτό-οργανωμένου δικτύου από συγκεκριμένο σύνολο δεδομένων εισόδου. Για την εξαγωγή των αποτελεσμάτων, δηλαδή την αναπαράσταση του χάρτη αυτο-οργάνωσης και την εξαγωγή ποιοτικών και ποσοτικών αναλύσεων χρησιμοποιήθηκαν τόσο το εργαλείο nctool αλλά κυρίως το SOM Toolbox με τις πολυάριθμες συναρτήσεις και αξιόλογες δυνατότητες που προσφέρει. Από τις γραφικές παραστάσεις, εξήχθησαν και περιγράφηκαν τόσο συσχετίσεις μεταξύ κάποιων χαρακτηριστικών των προτύπων εισόδου όσο και διαφορές τους, γεγονός που δικαιολογεί και την ομαδοποίηση των προτύπων σε συστάδες.

Item Type:	Thesis (BSc)
Corporate Creators:	Αμανατίδης Δημήτριος
Uncontrolled Keywords:	MATLAB, Νευρωνικά δίκτυα, Υπολογιστικό μοντέλο, Kohonen, Αλγόριθμος εκπαίδευσης
Subjects:	Δ > Δίκτυα υπολογιστών - Πρωτόκολλα M > MATLAB Π > Προσομοίωση
Divisions:	Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών > Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ (Καστοριά)
Depositing User:	Προσωπικό Καταθετηρίου
Date Deposited:	25 Jun 2015 10:59
Last Modified:	27 Sep 2017 13:55
URI:	http://anaktisis.uowm.gr/id/eprint/7498

Ενέργειες (απαιτείται σύνδεση)

View Item