Pular para o conteúdo principal

Rede neural artificial aprende palavras, imagens e música



Redes neurais artificiais

Redes neurais artificiais têm sido estudadas com a esperança de criar máquinas - programas de computador - com uma capacidade de aprender similar à humana.

Uma rede neural biológica é complexa demais para ser mapeada exatamente em uma rede neural artificial, mas Takayuki Osogami e Makoto Otsuka, da IBM Research de Tóquio, deram alguns passos importantes.

Os dois desenvolveram neurônios artificiais que imitam matematicamente um modelo de aprendizagem cerebral para aprender palavras, imagens e até música - o modelo é conhecido como "plasticidade cerebral dependente dos tempos de disparo".

Os neurônios matemáticos de Takayuki e Makoto formam um tipo de rede neural artificial estocástica que define uma máquina de Boltzmann dinâmica (DyBM), um sistema capaz de aprender sobre informações de vários contextos através do treinamento - a repetição que leva à perfeição, por assim dizer.

Ciência em bits

A dupla ensinou a palavra Science (ciência) a sete neurônios artificiais, um neurônio por bit, na forma de uma imagem bitmap. Assim, a imagem da palavra Science tornou-se:

00111001100111011110100010011001111
01000010010010010000100010100101000
01000010000010010000110010100001000
00110010000010011100101010100001110
00001010000010010000100110100001000
00001010010010010000100010100101000
01110001100111011110100010011001111

Os "1s" representam as linhas que compõem as letras, enquanto os "0s" traduzem os espaços em branco em torno das letras.

O que esses sete neurônios aprenderam foi ler e gravar informações de 7 bits em uma única tacada. A palavra Science é expressa na forma de sequências de 7 x 35 bits que equivalem a uma imagem bitmap monocromática de 245 bits. Os sete neurônios leem e memorizam cada pedaço de 7 bits de informação na imagem.

Por exemplo, "0100010" é a décima coluna da imagem total de acordo com a ordem de aprendizado, e os neurônios lembram esses pedaços na ordem em que aprenderam. Ao memorizar a palavra da esquerda para a direita e da direita para a esquerda, os neurônios conseguem reconhecer "ciência" para a frente, para trás ou em qualquer ordem - como fazemos ao resolver um jogo de palavras embaralhadas.

Mais neurônios, mais memória

As coisas ficam mais complicadas, e mais interessantes, quando esses neurônios artificiais aprendem sobre diferentes temas em diferentes formatos, tais como a imagem da evolução humana.

Desta vez, 20 neurônios artificiais foram incumbidos da tarefa de aprender esta imagem, que mostra como nós evoluímos, da esquerda para a direita. Por que usar 20 neurônios artificiais desta vez? Porque uma coluna da imagem que mostra a evolução humana consiste de 20 bits.


Aprender a tábua da evolução levou apenas 19 segundos. [Imagem: Osogami/Otsuka]

Os neurônios aprenderam as partes da imagem alinhadas na ordem correta de evolução - dos macacos ao Homo sapiens. Rodando a simulação, os neurônios foram aprendendo mais ao longo do tempo, detectando os erros e repetindo as simulações. Foram necessários apenas 19 segundos para os 20 neurônios aprenderem a imagem corretamente.

Para aprender a compor uma música - foi usada uma música tradicional alemã chamada Ich bin ein Musikante - a partir das notas musicais, foram necessários 12 neurônios e 900.000 rodadas da simulação, o que levou 28 minutos no mesmo computador.

Máquina de Boltzmann dinâmica

A máquina de Boltzmann dinâmica de Takayuki e Makoto não consegue apenas memorizar e recordar padrões sequenciais. Ela pode também detectar anomalias em padrões sequenciais e fazer previsões sobre padrões futuros.

Assim, a rede neural artificial pode ser usada para prever riscos de condução assumidos pelos motoristas a partir de dados coletados por câmeras montadas no carro. Ou compor novas músicas, até atender ao gosto do freguês, ou mesmo detectar e corrigir erros gramaticais em textos.

A dupla pretende a seguir integrar sua máquina de Boltzmann dinâmica a técnicas de aprendizagem por reforço para obter comportamentos otimizados de detecção de anomalias e cálculo de previsões.

FONTE: SITE INOVAÇÃO TECNOLOGICA

Comentários

Postagens mais visitadas deste blog

Ovnis e estranhas criaturas próximos ao Centro de Lançamento da Barreira do Inferno (RN)

Desde o ano de 2016 militares da Aeronáutica que trabalham na Barreira do Inferno já percebiam bolas de luzes alaranjadas como também feixes de luzes amarelados no céu noturno, bem próximo daquela região. Por desconhecerem totalmente a origem dessas luzes misteriosas e a finalidade delas, vários militares observavam intrigados e chegavam a comentar entre eles sobre esses fenômenos luminosos. Dias após a percepção dessas claridades no céu noturno, alguns militares começaram a perceber ao redor daquela localidade o aparecimento de criaturas vivas, de seres que não eram humanos. Um dos militares chegou a ver um "Urso Polar" e imediatamente comunicou a outros militares de plantão. Tal militar chegou a passar mal após a aparição de tal criatura. Já um outro militar flagrou uma outra criatura aparentando ser um "homem de grande porte" sair andando de dentro da água do mar. Outro militar relata que presenciou duas criaturas que de início pareciam apenas dois cachorros g…

Ovnis em Iporanga (SP)

Entrada da Casa de Pedra, caverna com maior boca do Mundo, 215 metros.

Iporanga em tupi significa “Rio Bonito” e foi palco da exploração de ouro no período colonial e, posteriormente da exploração de chumbo e zinco no século passado. Na região há famosas cavernas: Formação Iporanga e Formação Votuverava. Em Iporanga, efetuaram-se diversos estudos de mapeamento geológico e pesquisa mineral, sobretudo pela CPRM - Serviço Geológico do Brasil. A seção geológica mais conhecida é o famoso perfil Apiaí-Iporanga. A cidade atrai muitos visitantes por possuir lindas cachoeiras, piscinas naturais, vales, grutas e cavernas. Iporanga é a cidade que possui o maior número de cachoeiras em todo o Brasil, nas 365 cavernas cadastradas. O turista poderá praticar esportes radicais como o rapel, canyonismo e trekking. Atrativos culturais podem ser visitados como o museu da cidade, a Igreja Matriz e as casas com o estilo colonial. Por todos estes motivos, Iporanga é considerada um dos mais importantes cent…

O caso Roswell nordestino: Queda de UFO na Bahia, em Janeiro de 1995

Por Ufo Bahia: Nessa data, as 09:00 horas, uma in­formante do G-PAZ, "M" da TV BAHIA me ligou contando uma mirabolante his­tória de queda de um UFO em Feira deSantana(BA) a 112 Km de Salvador. Umfazendeiro de apelido Beto, tinha ligadopara TV SUBAÉ daquela cidade oferecen­do – em troca de dinheiro – um furo dereportagem; um disco voador tinha caído na sua fazenda e ele tinha provas e ima­gens do fato!
Apenas depois do meio dia, conse­gui – por fim – falar com Beto, que apóssua proposta de negócio, ante minha (apa­rente) frieza, me contou com bastante de­talhes o acontecido. Soube que tambémtentara vender suas provas a TV BAHIA,onde procurou o repórter José Raimundo:
"Ontem pela madrugada caiu algu­ma coisa na minha fazenda, dentro de umalagoa. Era do tamanho de um fusca; aqui­lo ficou boiando parcialmente submerso,perto da beirada. Tentei puxar como pude,trazendo para perto de mim, com uma vara.Aquilo parecia um parto... (quando seabriu uma porta) começou primeiro a sa…