بسم الله الرحمن الرحيم
دروس في الشبكات العصبية الصناعية - الدرس الأول : ما هي الشبكات العصبية؟
في هذه السلسلة من الدروس سوف يتم توضيح الفكرة من الشبكات العصبية و كيفية إستخدامها في البرمجه الحديثه أو الدوائر الإلكترونيه .
بسم الله نبدأ ...
ما هي الشبكة العصبية الصناعية ؟
الشبكة العصبية الصناعية ( Artificial Neural Networks ANN ) هي عباره عن نظام لمعالجة البينات بشكل يحاكي و يشابه الطريقة التي تقوم بها الشبكات العصبية الطبيعية للإنسان أو للكائن الحي ( أي النظام العصبي البشري ) ..
الشبكة العصبيه ( Neural Network ) تحتوي عدد كبير من ( أنظمه صغيره لمعالجة المعلومات ) تسمى الخليه العصبيه Neuron .
وهي عباره عن إقتراح و نظريه رياضية تصف كيف يتم العمل في الخليه العصبية الطبيعيه للإنسان ... وهنا يتم بتادل الإشارات العصبية من خليه إلى خليه أخرى في الجهاز العصبي الطبيعي .أي في الشبكة العصبية الطبيعيه ...
و يمكن من خلال الشكل التالي أن نصف الخليه العصبيه للإنسان ...
وهنا يمكن أن نرى أن الخليه العصبيه الطبيعيه تتكون من أجزاء رئيسية وهي
الجزء الأول : Dendrites
وهي عبارة عن متحسسات تقوم بإلتقاط الإشارات العصبية من خلايا عصبية أخرى ..
ويمكن هنا أن نتخيل أن الخليه العصبيه الطبيعيه إلتقطت حراره مرتفعه
أو بروده فهنا تتم مجموعه من خلايا الجلد للإنسان بتحويل العمليه الكيميائيه إلى إشارات عصبية يتم إلتقاطها من خلال ال Dendrites .
الجزء الثاني : Soma
وهي تمثل جسم الخليه و هي تقوم على تجميع الإشارات المستقبلة
من خلال ال Dendrites اللتي تستخدم في المقارنه في جزء ال Axon من الخلية ..
الجزء الثالث : Axon
وهي الجزء الذي يقرر أن يتم إرسال إشاره إلى الخلايا التي تلي الخليه الحالية ...وهنا يحدث العمل ( لو تخيلنا أن عدد شحنات المجمعة من خلال ال Soma أصبح كافي بدرجه معينه تكافئ درجة الشحنات في الAxon فهنا يتم إرسال إشارات لال Dendrites للخلايا اللتي تلي الخليه ...
وهنا في مثال تحسس الحراره العاليه
نجد أن الحراره تحولت إلى عدد من الشحنات العصبية في خلايا الجلد
و خلايا الجلد تمرر الإشاره إلى الخليا العصبيه ..
والخليا العصبيه تحت المنطقه المتعرضه للحراره تحسست عدد كبير من الشحنات العصبيه و تم تجميع هذه الإشارات في الخليه ..
ولكن عدد الإشارات المستلمه كبير بشكل أنه يكافئ الدرجه للحرق
فإن الخليه ترسل إشاره للخليه اللتي تليها لكي تنقل المعلومه إلى العقل و هناك يتم فهم أنه يوجد حرق في منطقه المتحرضه لدرجه حراره عاليه ...
وهنا قام علماء علم الحاسوب و الهندسة ...
باقتراح بناء نظام يحاكي العمليه الموجوده في الخليه العصبيه الطبيعيه Neuron.
فلو نظرنا للشكل التالي ..
وهنا لو نظرنا للهيكل المبني في الشكل السابق ..
نجد أنه يتكون من
المدخلات ( input vector ) ..
و هنا تمثل بال X ..
( X1, X2, X3 ,.......Xn ) ..
وهنا يمكن أن نتخيل أنها تمثل ال Dendrites للخلية ( بطريقة ما ) ..
أي مجموعه الإشارات المدخلة للخلية ...
وهنا تكون إما يوجد إشاره أي ( واحد ) أو لا يوجد إشاره ( صفر )
الوزن ( Weights ) ..
وهو يمثل درجه الوزن للأشاره المدخلة ....
ويمكن أن نتخيل أن الوزن للحراره المرتفعه مثلاً 50 ووزن الحراره المنخفضة ب 3 و درجه الحراره الإعتياديه 27..
ال Activation Function
إقتران التنشيط ...وهنا يكمن العمل الحقيقي للخليه العصبية
أي مثلاً هنا يتم جمع الأوزان للإشارات المدخلة و مقارنتها بقيمة معينة للحد أو العتبة ( Threshold ) .
فإذا كان مجموع أوزان الإشارات يزيد عن ال Threshold تكون الإشاره
المخرجه هي ( واحد ) و ذا كان أقل يكون الناتج ( صفر ) ...
و بتحويل الكلام السابق لصيغة رياضية بسيطة ...
كما يلي ...
و إن شاء الله سوف يتم شرح الصيغة الرياضية و كيفية تحويلها إلى كود
برمجي في الدرس الثاني إن شاء الله ..
أما الآن فنحن قد شرحنا الخلية العصبيه Neuron ..
وهي الوحده الأساسيه في بناء الشبكات العصبيه الصناعية ..
فلو نظرنا إلى الشكل التالي ..
و بالنظر للشكل السابق يمكن أن نتخيل كل دائره في الشكل عباره عن خلية عصبية صناعيه Neuron و التي باستخدامها نبني الشبكة العصبية الصناعية ...
والتي هي عبارة عن هيكل مبني في ذاكرة جهاز ال PC أو Mobile أو عباره عن دائرة إلكورنية مبنيه على لوح إلكتوني ...
ولكن ما هي الفائدة من بناء الشبكات العصبية الصناعيه ...
الأهداف هي ....
1- معالجه الإشارات : مثل الإشارات الدوائر الإلكونيه ...
2- التحكم .
3- التعرف على الأنماط ... مثل الكتابه اليدويه
أو الصور الو بصمة اليد أو التوقيع .
4- التعرف على الأصوات ..
5 - في الطب ..
دروس في الشبكات العصبية الصناعية - الدرس الأول : ما هي الشبكات العصبية؟
في هذه السلسلة من الدروس سوف يتم توضيح الفكرة من الشبكات العصبية و كيفية إستخدامها في البرمجه الحديثه أو الدوائر الإلكترونيه .
بسم الله نبدأ ...
ما هي الشبكة العصبية الصناعية ؟
الشبكة العصبية الصناعية ( Artificial Neural Networks ANN ) هي عباره عن نظام لمعالجة البينات بشكل يحاكي و يشابه الطريقة التي تقوم بها الشبكات العصبية الطبيعية للإنسان أو للكائن الحي ( أي النظام العصبي البشري ) ..
الشبكة العصبيه ( Neural Network ) تحتوي عدد كبير من ( أنظمه صغيره لمعالجة المعلومات ) تسمى الخليه العصبيه Neuron .
وهي عباره عن إقتراح و نظريه رياضية تصف كيف يتم العمل في الخليه العصبية الطبيعيه للإنسان ... وهنا يتم بتادل الإشارات العصبية من خليه إلى خليه أخرى في الجهاز العصبي الطبيعي .أي في الشبكة العصبية الطبيعيه ...
و يمكن من خلال الشكل التالي أن نصف الخليه العصبيه للإنسان ...
وهنا يمكن أن نرى أن الخليه العصبيه الطبيعيه تتكون من أجزاء رئيسية وهي
الجزء الأول : Dendrites
وهي عبارة عن متحسسات تقوم بإلتقاط الإشارات العصبية من خلايا عصبية أخرى ..
ويمكن هنا أن نتخيل أن الخليه العصبيه الطبيعيه إلتقطت حراره مرتفعه
أو بروده فهنا تتم مجموعه من خلايا الجلد للإنسان بتحويل العمليه الكيميائيه إلى إشارات عصبية يتم إلتقاطها من خلال ال Dendrites .
الجزء الثاني : Soma
وهي تمثل جسم الخليه و هي تقوم على تجميع الإشارات المستقبلة
من خلال ال Dendrites اللتي تستخدم في المقارنه في جزء ال Axon من الخلية ..
الجزء الثالث : Axon
وهي الجزء الذي يقرر أن يتم إرسال إشاره إلى الخلايا التي تلي الخليه الحالية ...وهنا يحدث العمل ( لو تخيلنا أن عدد شحنات المجمعة من خلال ال Soma أصبح كافي بدرجه معينه تكافئ درجة الشحنات في الAxon فهنا يتم إرسال إشارات لال Dendrites للخلايا اللتي تلي الخليه ...
وهنا في مثال تحسس الحراره العاليه
نجد أن الحراره تحولت إلى عدد من الشحنات العصبية في خلايا الجلد
و خلايا الجلد تمرر الإشاره إلى الخليا العصبيه ..
والخليا العصبيه تحت المنطقه المتعرضه للحراره تحسست عدد كبير من الشحنات العصبيه و تم تجميع هذه الإشارات في الخليه ..
ولكن عدد الإشارات المستلمه كبير بشكل أنه يكافئ الدرجه للحرق
فإن الخليه ترسل إشاره للخليه اللتي تليها لكي تنقل المعلومه إلى العقل و هناك يتم فهم أنه يوجد حرق في منطقه المتحرضه لدرجه حراره عاليه ...
وهنا قام علماء علم الحاسوب و الهندسة ...
باقتراح بناء نظام يحاكي العمليه الموجوده في الخليه العصبيه الطبيعيه Neuron.
فلو نظرنا للشكل التالي ..
وهنا لو نظرنا للهيكل المبني في الشكل السابق ..
نجد أنه يتكون من
المدخلات ( input vector ) ..
و هنا تمثل بال X ..
( X1, X2, X3 ,.......Xn ) ..
وهنا يمكن أن نتخيل أنها تمثل ال Dendrites للخلية ( بطريقة ما ) ..
أي مجموعه الإشارات المدخلة للخلية ...
وهنا تكون إما يوجد إشاره أي ( واحد ) أو لا يوجد إشاره ( صفر )
الوزن ( Weights ) ..
وهو يمثل درجه الوزن للأشاره المدخلة ....
ويمكن أن نتخيل أن الوزن للحراره المرتفعه مثلاً 50 ووزن الحراره المنخفضة ب 3 و درجه الحراره الإعتياديه 27..
ال Activation Function
إقتران التنشيط ...وهنا يكمن العمل الحقيقي للخليه العصبية
أي مثلاً هنا يتم جمع الأوزان للإشارات المدخلة و مقارنتها بقيمة معينة للحد أو العتبة ( Threshold ) .
فإذا كان مجموع أوزان الإشارات يزيد عن ال Threshold تكون الإشاره
المخرجه هي ( واحد ) و ذا كان أقل يكون الناتج ( صفر ) ...
و بتحويل الكلام السابق لصيغة رياضية بسيطة ...
كما يلي ...
و إن شاء الله سوف يتم شرح الصيغة الرياضية و كيفية تحويلها إلى كود
برمجي في الدرس الثاني إن شاء الله ..
أما الآن فنحن قد شرحنا الخلية العصبيه Neuron ..
وهي الوحده الأساسيه في بناء الشبكات العصبيه الصناعية ..
فلو نظرنا إلى الشكل التالي ..
و بالنظر للشكل السابق يمكن أن نتخيل كل دائره في الشكل عباره عن خلية عصبية صناعيه Neuron و التي باستخدامها نبني الشبكة العصبية الصناعية ...
والتي هي عبارة عن هيكل مبني في ذاكرة جهاز ال PC أو Mobile أو عباره عن دائرة إلكورنية مبنيه على لوح إلكتوني ...
ولكن ما هي الفائدة من بناء الشبكات العصبية الصناعيه ...
الأهداف هي ....
1- معالجه الإشارات : مثل الإشارات الدوائر الإلكونيه ...
2- التحكم .
3- التعرف على الأنماط ... مثل الكتابه اليدويه
أو الصور الو بصمة اليد أو التوقيع .
4- التعرف على الأصوات ..
5 - في الطب ..