Redes neuronales

TEMA

* REDES NEURONALES

CARRERA

IS.C.

7° CUATRIMESTRE

REDES NEURONALES
Las redes neuronales son un elemento importante de las denominadas tecnologías de Inteligencia Artificial (IA).
La IA es "la disciplina científica y técnica que se ocupa del estudio de las ideas que permiten ser inteligentes a los ordenadores" (definición de H. Winston).
Otra posible definición de la IAsería: rama de la computación que se encarga, entre otras cosas, de los problemas de percepción, razonamiento y aprendizaje en relación con sistemas artificiales, y que tiene como áreas de investigación a los sistemas expertos y de conocimiento, la robótica, los lenguajes naturales y las redes neuronales.
Y a pesar de que el objetivo final de la IA, dotar de autentica inteligencia a las máquinas,queda todavía muy lejos (e incluso hay autores que defienden que esto nunca será posible), la ciencia de la Inteligencia Artificial ha generado numerosas herramientas prácticas, entre las que se encuentran las redes neuronales.
Las redes neuronales, también llamadas "redes de neuronas artificiales", son modelos bastante simplificados de las redes de neuronas que forman el cerebro. Y, al igual queeste, intentan "aprender" a partir de los datos que se le suministran.
Así, las principales características que diferencian a las redes neuronales de otras tecnologías de IA son:
* Su capacidad de aprendizaje a partir de la experiencia (entrenamiento). Normalmente, para la elaboración de un programa informático es necesario un estudio detallado de la tarea a realizar para después codificarlaen un lenguaje de programación. Pero, las redes neuronales pueden ser entrenadas para realizar una determinada tarea sin necesidad de un estudiar esta a fondo ni programarla usando un lenguaje de programación. Además; las redes neuronales pueden volver a entrenarse para ajustarse a nuevas necesidades de la tarea que realizan, sin tenerse que reescribir o revisar el código (cosa frecuente enprogramas tradicionales).
* Su velocidad de respuesta una vez concluido el entrenamiento. Se comportan también en este caso de manera similar a como lo hace el cerebro: los seres humanos no necesitamos pensar mucho para identificar un objeto, una palabra,... una vez hemos aprendido a hacerlo.
* Su robustez, en el sentido de que el conocimiento adquirido se encuentra repartido por toda la red, deforma que si se lesiona una parte se continúan generando cierto numero de respuestas correctas (en este caso también hay cierta analogía con los cerebros parcialmente dañados).
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LAS REDES NEURONALES
* El cerebro consta de un gran número (aproximadamente 1011) de elementos altamente interconectados (aproximadamente 104 conexiones por elemento), llamados neuronas.Estas neuronas tienen tres componentes principales, las dendritas, el cuerpo de la célula o soma, y el axón. Las dendritas, son el árbol receptor de la red, son como fibras nerviosas que cargan de señales eléctricas el cuerpo de la célula. El cuerpo de la célula, realiza la suma de esas señales de entrada. El axón es una fibra larga que lleva la señal desde el cuerpo de la célula hacia otrasneuronas. El punto de contacto entre un axón de una célula y una dendrita de otra célula es llamado sinápsis, la longitud de la sinápsis es determinada por la complejidad del proceso químico que estabiliza la función de la red neuronal. Un esquema simplificado de la interconexión de dos neuronas biológicas se observa en la figura 1.2.1
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* Figura 1.2.1 Neuronas Biológicas
* Algunas de lasestructuras neuronales son determinadas en el nacimiento, otra parte es desarrollada a través del aprendizaje, proceso en que nuevas conexiones neuronales son realizadas y otras se pierden por completo. El desarrollo neurológico se hace crítico durante los primeros años de vida, por ejemplo está demostrado que si a un cachorro de gato, se le impide usar uno de sus ojos durante un periodo corto...