Redes Neurais Artificiais [#2]
RNA - Neurônios
De acordo com o Google, neurônio é a célula do sistema nervoso responsável pela condução do impulso nervoso. Ou seja, é uma célula nervosa especializada em enviar e receber sinais através do corpo humano.
Os neurônios são divididos em quatro partes, com as seguintes funções:
1 - Dendritos: Ramificações correspondentes aos canais de entrada de informação (sinais elétricos).
2 - Sinapse: Pontos de contato entre neurônios onde há passagem de neurotransmissores do axônio de um neurônio para os dendritos de outro neurônio.
3 - Corpo celular: Local onde é feito o balanço energético da célula nervosa (soma das contribuições de energia).
4 - Axônio: Canal de saída do neurônio, ou seja, caminho de propagação dos impulsos nervosos em direção a outros neurônios ou músculos.
O sentido de propagação dos impulsos nervosos ocorre sempre a partir dos dendritos, passando pelo corpo celular e axônio, até o próximo neurônio. Em outras palavras, aqui está minha visão simplificada de um neurônio ( neurônio para leigos):
O axônio emite um impulso elétrico apenas se o balanço enérgico realizado no corpo celular for maior que um certo limiar. Neste caso, diz-se que o neurônio está ativado. Um neurônio ativado emite uma sequência de impulsos elétricos ao longo de seu axônio. A informação é, então, codificada na frequência dos impulsos. A chegada desses impulsos nos terminais do axônio provoca a liberação de transmissores na fenda sináptica e daí para (i) outro neurônio, diretamente para o (ii) músculo ou até para (iii) órgãos sensoriais.
Foi baseado no estudo do cérebro e, por sua vez, dos neurônios, que, em 1943, o neurofisiologista Warren McCulloch, do MIT, e o matemático Walter Pitts, da Universidade de Illinois, propuseram a primeira estrutura do neurônio artificial, conhecido como neurônio M-P (McCulloch-Pitts).
(mecatrônica fácil ano 6 nº47)
Na construção do neurônio M-P é modelado o processamento da informação em um neurônio biológico, isto é, os caminhos e etapas pelas quais passam os impulsos elétricos que trafegam (i) entre neurônios, (ii) de um neurônio a músculo (atuador) ou (iii) de um neurônio a um órgão sensorial. Dessa maneira, McCulloch e Pitts desenvolveram modelos matemáticas de cada parte de um neurônio biológico: dendritos, sinapses, corpo celular e axônio.
Cada ramo dos terminais de recepção (dendritos) é modelado como um canal de transmissão por onde flui a informação de entrada (xi, i=1,...,n). A relevância das conexões sinápticas é modelada como um peso (wji, i=1,...,n), cujo papel é modelar o fluxo de informação passando por um certo canal de transmissão. A função do corpo celular (realizar o balanço energético) é modelado por uma função de soma das entradas moduladas pelos pesos sinápticos da forma:
em que 'u' é a ativação do neurônio. O ultimo componente do neurônio artificial é a função de transferência, que é análoga ao axônio biológico. Esse componente pode ser modelado, por exemplo, como uma chave ON-OFF, que indica se o neurônio respondeu ao estímulo atual. Se sim, a saída é positiva, por exemplo, ou se não, negativa.
O primeiro modelo possuía características bem simples com entradas e saídas binárias, resistores variáveis e amplificadores representando conexões sinápticas de um neurônio biológico. A partir desse modelo podemos implementar simples portas-lógicas como, por exemplo, a porta OU (OR):
em que w1 = w2 = 1 e limiar = 0,5. Dado que Y = 1 se u ≥ 0 e Y = 0 se u <0 tem-se a tabela verdade de uma porta lógica OU:
Como seria a porta lógica E (AND) ?
continua...
[]s
