Логические нейронные сети - тест 2

Упражнение 1:

---

Номер 1

 
Запишите логические выражения, описывающие на экране, разбитом на клетки с координатами, букву А, как показано на рисунке. Учтите возможность ее допустимого искажения при изображении.

Ответ:

---

Номер 2

 
Запишите логические выражения, описывающие на экране, разбитом на клетки с координатами, букву В, как показано на рисунке. Учтите возможность ее допустимого искажения при изображении.

   

Ответ:

---

Номер 3

 
Запишите логические выражения, описывающие на экране, разбитом на клетки с координатами, букву С, как показано на рисунке. Учтите возможность ее допустимого искажения при изображении.

Ответ:

---

Упражнение 2:

---

Номер 1

 
Клетки экрана, заданные координатами, соответствуют рецепторам, величина возбуждения которых принадлежит отрезку [0, 1] . Передаточная функция f  представляет собой сумму величин возбуждения рецепторов, каждый из которых входит в область экрана, покрываемую эталоном буквы. Таким образом, эталон буквы, по которому производится обучение, изображается возбуждением рецепторов по контуру этого эталона с учетом возможных искажений. Выберите порог распознавания h = 0,8  и веса связей так, чтобы суммарное возбуждение нейрона выходного слоя при предъявлении эталона равнялось f × 2/<число клеток, "засвеченных" эталоном буквы А> .
"Научите" однослойную нейронную сеть распознавать букву А.

Ответ:

---

Номер 2

Клетки экрана, заданные координатами, соответствуют рецепторам, величина возбуждения которых принадлежит отрезку [0, 1] . Передаточная функция f  представляет собой сумму величин возбуждения рецепторов, каждый из которых входит в область экрана, покрываемую эталоном буквы. Таким образом, эталон буквы, по которому производится обучение, изображается возбуждением рецепторов по контуру этого эталона с учетом возможных искажений. Выберите порог распознавания h = 0,8  и веса связей так, чтобы суммарное возбуждение нейрона выходного слоя при предъявлении эталона равнялось f × 2/<число клеток, "засвеченных" эталоном буквы А> .
"Научите" однослойную нейронную сеть распознавать букву В, задаваемую возбуждением рецепторов по контуру эталона с учетом возможных искажений.

Ответ:

---

Номер 3

 
Клетки экрана, заданные координатами, соответствуют рецепторам, величина возбуждения которых принадлежит отрезку [0, 1] . Передаточная функция f  представляет собой сумму величин возбуждения рецепторов, каждый из которых входит в область экрана, покрываемую эталоном буквы. Таким образом, эталон буквы, по которому производится обучение, изображается возбуждением рецепторов по контуру этого эталона с учетом возможных искажений. Выберите порог распознавания h = 0,8  и веса связей так, чтобы суммарное возбуждение нейрона выходного слоя при предъявлении эталона равнялось f × 2/<число клеток, "засвеченных" эталоном буквы А> .
"Научите" однослойную нейронную сеть распознавать букву С, задаваемую возбуждением рецепторов по контуру эталона с учетом возможных искажений в угловых точках.

Ответ:

---

Упражнение 3:

---

Номер 1

 
Нейронная сеть, отображающая обучение трем буквам, приведена на рисунке. 

Показаны веса связей – одинаковые для каждой буквы. Передаточная функция f  представляет собой сумму величин возбуждения рецепторов, каждый из которых входит в область экрана, покрываемую эталоном буквы. Для порога распознавания h = 0,8  определите, на какую букву более всего похож вариант возбуждения рецепторов?
(1,1) = 0,9, (1,2) = 0, (1,3) = 0,9, (2,1) = 1, (2,2) = 0,1, (2,3) = 1, (3,1) = 0,8, (3,2) = 0,9, (3,3) = 1, (4,1) = 0,9, (4,2) = 0,1, (4,3) = 1, (5,1) = 0, (5,2) = 0,9, (5,3) = 0,1. 

Ответ:

---

Номер 2

Нейронная сеть, отображающая обучение трем буквам, приведена на рисунке.

Показаны веса связей – одинаковые для каждой буквы. Передаточная функция f  представляет собой сумму величин возбуждения рецепторов, каждый из которых входит в область экрана, покрываемую эталоном буквы. Для порога распознавания h = 0,8  определите, на какую букву более всего похож вариант возбуждения рецепторов?
(1,1) = 0,9, (1,2) = 1, (1,3) = 0,9, (2,1) = 1, (2,2) = 0,1, (2,3) = 1, (3,1) = 0,8, (3,2) = 0,9, (3,3) = 0,1, (4,1) = 0,9, (4,2) = 0, (4,3) = 0,8, (5,1) = 0,9, (5,2) = 0,9, (5,3) = 0,8. 

Ответ:

---

Номер 3

Нейронная сеть, отображающая обучение трем буквам, приведена на рисунке. 

Показаны веса связей – одинаковые для каждой буквы. Передаточная функция f  представляет собой сумму величин возбуждения рецепторов, каждый из которых входит в область экрана, покрываемую эталоном буквы. Для порога распознавания h = 0,8  определите, на какую букву более всего похож вариант возбуждения рецепторов?
(1,1) = 0,9, (1,2) = 0,9, (1,3) = 0,9, (2,1) = 1, (2,2) = 0,1, (2,3) = 1, (3,1) = 0,9, (3,2) = 0, (3,3) = 0,1, (4,1) = 0,9, (4,2) = 0, (4,3) = 1, (5,1) = 0,9 (5,2) = 0,9, (5,3) = 0,1. 

Ответ:

---

Номер 4

 
Нейронная сеть, отображающая обучение трем буквам, приведена на рисунке. 

Показаны веса связей – одинаковые для каждой буквы. Передаточная функция f  представляет собой сумму величин возбуждения рецепторов, каждый из которых входит в область экрана, покрываемую эталоном буквы. Для порога распознавания h = 0,8  определите, на какую букву более всего похож вариант возбуждения рецепторов?
(1,1) = 0, (1,2) = 0, (1,3) = 0,1, (2,1) = 0,1, (2,2) = 0,1, (2,3) = 0, (3,1) = 0,1, (3,2) = 0, (3,3) = 0,1, (4,1) = 0,1, (4,2) = 0,1, (4,3) = 0,1, (5,1) = 0, (5,2) = 0,1, (5,3) = 0. 
   

Ответ:

---

Упражнение 4:

---

Номер 1

 
Пусть нейроны выходного слоя принадлежат коре. Между ними существуют взаимно подавляющие, отрицательные (с отрицательными весами, ингибидорные) связи, как показано на рисунке. 

Для локализации возбуждения единственного нейрона предположим, что в каждом такте работы нейросети каждый нейрон уменьшает величину возбуждения всех других нейронов на 0,1 величины собственного возбуждения. В свою очередь, он подвергается такому же воздействию со стороны других нейронов.
Следовательно, нейрон, величина возбуждения которого максимальна, через несколько тактов подавит возбуждение других нейронов (величина их возбуждения станет ниже порога) и обретет четко выраженный сигнал возбуждения в ответ на поставленную задачу распознавания.
Рассчитайте величины возбуждения нейронов, "отвечающих" за буквы А, В, С по заданным начальным значениям их возбуждения  fA,  fB,  fC  и определите, через сколько тактов значимой величиной возбуждения будет обладать единственный нейрон.
После предъявления образа нейроны выходного слоя, соответствующие узнаваемым буквам, обрели значения возбуждения: fA = 1,6, fB = 1,1, fC = 0,9, величина порога h = 0.8.
 

Ответ:

---

Номер 2

 
Пусть нейроны выходного слоя принадлежат коре. Между ними существуют взаимно подавляющие, отрицательные (с отрицательными весами, ингибидорные) связи, как показано на рисунке. 

Для локализации возбуждения единственного нейрона предположим, что в каждом такте работы нейросети каждый нейрон уменьшает величину возбуждения всех других нейронов на 0,1 величины собственного возбуждения. В свою очередь, он подвергается такому же воздействию со стороны других нейронов.
Следовательно, нейрон, величина возбуждения которого максимальна, через несколько тактов подавит возбуждение других нейронов (величина их возбуждения станет ниже порога) и обретет четко выраженный сигнал возбуждения в ответ на поставленную задачу распознавания.
Рассчитайте величины возбуждения нейронов, "отвечающих" за буквы А, В, С по заданным начальным значениям их возбуждения  fA,  fB,  fC  и определите, через сколько тактов значимой величиной возбуждения будет обладать единственный нейрон.
После предъявления образа нейроны выходного слоя, соответствующие узнаваемым буквам, обрели значения возбуждения: fA = 1,5, fB = 1,6, fC = 1,1 .

Ответ:

---

Номер 3

 
Пусть нейроны выходного слоя принадлежат коре. Между ними существуют взаимно подавляющие, отрицательные (с отрицательными весами, ингибидорные) связи, как показано на рисунке. 

Для локализации возбуждения единственного нейрона предположим, что в каждом такте работы нейросети каждый нейрон уменьшает величину возбуждения всех других нейронов на 0,1 величины собственного возбуждения. В свою очередь, он подвергается такому же воздействию со стороны других нейронов.
Следовательно, нейрон, величина возбуждения которого максимальна, через несколько тактов подавит возбуждение других нейронов (величина их возбуждения станет ниже порога) и обретет четко выраженный сигнал возбуждения в ответ на поставленную задачу распознавания.
Рассчитайте величины возбуждения нейронов, "отвечающих" за буквы А, В, С по заданным начальным значениям их возбуждения  fA,  fB,  fC  и определите, через сколько тактов значимой величиной возбуждения будет обладать единственный нейрон.
После предъявления образа нейроны выходного слоя, соответствующие узнаваемым буквам, обрели значения возбуждения: fA = 1,5, fB = 1,4, fC = 1,45 .

Ответ:

---

Упражнение 5:

---

Номер 1

 
Вид некоторой "красивой" граф-схемы показан на рисунке. Для  передаточной функции, представляющей сумму величин возбуждения рецепторов, каждый из которых входит в область экрана, покрываемую эталоном буквы, постройте нейронную сеть, способную "обучиться" распознаванию букв, показываемых на экране размером 3×5 . Предполагается, что обученная нейросеть создается с помощью единичных весов связей (пропускающих сигнал в нужном направлении), веса "ненужных" связей полагаются равными нулю.

Обучите нейронную сеть распознаванию буквы А по логическому выражению
(1,1)∧ (1,3)∧ (2,1)∧ (2,2)∨ (3,2))∧ (2,3)∧ (3,1)∧ (3,3))∧ (4,1)∧ (4,3)∧ (5,2) . Букве поставьте в соответствие первый нейрон выходного слоя.

Ответ:

---

Номер 2

 
Вид некоторой "красивой" граф-схемы показан на рисунке. Для  передаточной функции, представляющей сумму величин возбуждения рецепторов, каждый из которых входит в область экрана, покрываемую эталоном буквы, постройте нейронную сеть, способную "обучиться" распознаванию букв, показываемых на экране размером 3×5 . Предполагается, что обученная нейросеть создается с помощью единичных весов связей (пропускающих сигнал в нужном направлении), веса "ненужных" связей полагаются равными нулю.

Обучите нейронную сеть распознаванию буквы В, по логическому выражению
(1,1)∧ (1,2)∧ (1,3)∧ (2,1)∧ (2,3)∧ (3,1)∧ (3,2)∧ ((4,1)∨ (5,1))∧ (4,3)∧ ((5,2)∨ (5,3)) .
Букве поставьте в соответствие второй нейрон выходного слоя.

Ответ:

---

Номер 3

 
Вид некоторой "красивой" граф-схемы показан на рисунке. Для  передаточной функции, представляющей сумму величин возбуждения рецепторов, каждый из которых входит в область экрана, покрываемую эталоном буквы, постройте нейронную сеть, способную "обучиться" распознаванию букв, показываемых на экране размером 3×5 . Предполагается, что обученная нейросеть создается с помощью единичных весов связей (пропускающих сигнал в нужном направлении), веса "ненужных" связей полагаются равными нулю.

Обучите нейронную сеть распознаванию буквы С, по логическому выражению 
((1,1)∨ ((1,2))∧ ((1,3)∨ (2,3))∧ (2,1)∧ (3,1)∧ ((4,1)∨ (5,1))∧ (5,2)∧ ((5,3)∨ (4,3)) .
Букве поставьте в соответствие третий нейрон выходного слоя.

Ответ:

---

Упражнение 6:

---

Номер 1

 
Обучите нейронную сеть двум буквам А и В, как показано на рисунке, согласно логическим выражениям
А: (1,1)∧ (1,3)∧ (2,1)∧ ((2,2)∨ (3,2))∧ (2,3)∧ (3,1)∧ (3,3) )∧ (4,1)∧ (4,3) ∧ (5,2). 
В: (1,1)∧ (1,2)∧ (1,3)∧ (2,1)∧ (2,3)∧ (3,1)∧ (3,2)∧ ((4,1)∨ (5,1))∧ (4,3)∧ ((5,2)∨ (5,3)). 
 
Используйте передаточную функцию суммирования значений сигналов на входах нейрона при нулевом пороге. Различает ли сформированная нейросеть эталоны этих букв?

    

Ответ:

---

Номер 2

 
Обучите нейронную сеть двум буквам А и С, как показано на рисунке, согласно логическим выражениям
А: (1,1)∧ (1,3)∧ (2,1)∧ ((2,2)∨ (3,2))∧ (2,3)∧ (3,1)∧ (3,3) )∧ (4,1)∧ (4,3) ∧ (5,2). 
С: ((1,1)∨ ((1,2))∧ ((1,3)∨ (2,3))∧ (2,1)∧ (3,1)∧ ((4,1)∨ (5,1))∧ (5,2)∧ ((5,3)∨ (4,3)). 
Используйте передаточную функцию суммирования значений сигналов на входах нейрона при нулевом пороге. Различает ли сформированная нейросеть эталоны этих букв?

    

Ответ:

---

Номер 3

 
Обучите нейронную сеть двум буквам B и С, как показано на рисунке, согласно логическим выражениям
В: (1,1)∧ (1,2)∧ (1,3)∧ (2,1)∧ (2,3)∧ (3,1)∧ (3,2)∧ ((4,1)∨ (5,1))∧ (4,3)∧ ((5,2)∨ (5,3)) .
С: ((1,1)∨ ((1,2))∧ ((1,3)∨ (2,3))∧ (2,1)∧ (3,1)∧ ((4,1)∨ (5,1))∧ (5,2)∧ ((5,3)∨ (4,3)). 
Используйте передаточную функцию суммирования значений сигналов на входах нейрона при нулевом пороге. Различает ли сформированная нейросеть эталоны этих букв?

    

Ответ:

---