في هذا الدرس نجاوب على سؤال: ما هي الشبكة العصبية Neural Network ؟ هي مجموعة من الخوازميات التي تحاكي عقل الانسان في التعلم واتخاذ القرارت. تتكون الشبكات العصبونية NN: Neural Networks من مجموعة من الطبقات التي تتكون من مجموعة من الخلايا تسمى كل منها عصبون Neuron. تلك العصبونات تمر عليها البيانات اثناء التعلم واثناء اتخاذ القرار وهي تحاكي طريقة تعلم خلايا الانسان العصبية (العصبونات).
الشبكات العصبية الحيوية
هي عبارة عن شبكة من الخلايا العصبية (العصبونات) Neurons في جسم الانسان، التي تتصل وتتفاعل مع جيرانها من الخلايا العصبية. حيث تقوم النهايات المحورية للخلايا بالاتصال بالتغصنات في الخلايا المجاورة. تمر الاشارات العصبية خلال تلك العصبونات . واذا تخطى مجموع اشارات الادخال الى احد الخلايا حد معين تصبح تلك الخلية مفعلة activated وتمرر الاشارة تباعا الى الخلايا المتصلة بها لتقوم بعمل معين.
مصدر الصور: هنا
الشبكات العصبية الاصطناعية Artificial Neural Network
الشبكات العصبية الاصطناعية وهو ما نقصد به البرامج و الخوارزميات التي تحاكي الشبكات العصبية الحيوية. تتكون الشبكات العصبية من مجموعة من الخلايا المتصلة و تسمى ايضا عصبونات Neurons في صورة طبقات متتالية . حيث تقوم الخلية / العصبون بتجميع المدخلات من عصبونات الطبقة التي تليها ثم بناءا عن دالة معينة اذا كان مجموع تلك الاشارات اكبر من حد معين تصبح تلك الخلية مفعلة activated (عادة ما تكون المدخلات عبارة عن ارقام اي: 1 او 2 او 0.5.، بناءا عن تجميع تلك الارقام تقوم الدالة بجعل الناتج 1 اي مفعلة و 0 اي غير مفعلة ).
تتكون عادة الشبكات العصبية من 3 طبقات رئيسة: طبقة الادخال، الطبقة المخفية، طبقة الاخراج:
طبقة الادخال Input Layer
وهي الطبقة المسؤولة عن استقبال القراءات التي يتعلم منها النموذج او التي تستقبل المدخلات لكي يتخذ النموذج قرارا. فمثلا كما بالدرس السابق ومشكلة فيشر كان النموذج يستقبل 4 مدخلات: عرض وطول الكأس و عرض وطول البتلة. لذلك اذا اردنا ان نقوم بعمل نموذج يعتمد على NN تتكون الادخال من 4 خلايا cells.
الطبقة المخفية Hidden Layer
هي طبقة تتغير عدد خلاياها على حسب تعقد المشكلة وهي احد المتغيرات التي قد تؤدي الى نموذج model افضل من نموذج اي تكون دقته اعلى. و تسمى الطبقة المخفية لانها تقع بين الطبقتين الرئيستين: طبقتي الادخال و الاخراج.
طبقة الاخراج Output Layer
وهي الطبقة المسؤولة عن تحديد الناتج، ففي مثال فيشر كان الناتج هو احد 3 انواع لزهرة السوسن، لذلك ستتكون طبقة الاخراج من 3 خلايا.
الشبكات العصبية العميقة Deep Neural Network
وهي احد انواع الشبكات العصبية لكنها تتكون من عدد طبقات مخفية اكثر، وهي تيتخدم للمسائب الصعبة و التي تحتوى على بيانات كبيرة. وهي التي تستخدم فيما يعرف التعلم المتعمق Deep Learning.
يعتير التعلم المتعمق من اكثر مجالات تعلم الالة في الاستخدام والبحث نظرا لقدرته الفائقة على حل الكثير من المشاكل التي كنت تعتبر مستحيلة في السابق. تحتاج تلك الشبكات العميقة بكم هائل من البيانات لكي تتعلم و يكون النموذج بدقة عالية وهو ما كان تحدي في السابق. الان ومع توفر كم هائل من البيانات واصبحنا في عالم البيانات الضخمة Big Data زاد الاهتمام بهذا المجال.