Redes neuronales excel

¨ ´ Q UESTII O , vol. 26, 1-2, p. 289-305, 2002

´ ´ HOJAS DE CALCULO PARA LA SIMULACION DE REDES DE NEURONAS ARTIFICIALES (RNA)
´ J. GARC´ 1 , A. M. LOPEZ2 6 IA 3 , A. R. GARC´ 4 J. E. ROMERO IA C. CAMACHO2 , J. L. CANTERO5 M. ATIENZA5 y R. SALAS5 La utilizaci´ n de Redes de Neuronas Artificiales (RNA) en problemas de o predicci´ n de series de tiempo, clasificaci on y reconocimiento depatrones o ´ ha aumentado considerablemente en los ultimos a˜ os. Programas inforn ´ m´ ticos de matematicas de proposito general tales como MATLAB, MATHa ´ ´ CAD y aplicaciones estad´sticas como SPSS y S-PLUS incorporan herraı mientas que permiten implementar RNAs. A esta oferta de software hay que anadir programas espec´ficos como NeuralWare, EasyNN o Neuron. ı ˜ Desde un punto de vista educativo, elacceso de los estudiantes a estos programas puede ser dif´cil dado que no est an pensadas como herramienı ´ tas did´ cticas. Por otro lado, las hojas de c alculo como Excel y Gnumeric a ´ incorporan utilidades que permiten implementar RNAs y son de f acil ac´ ceso para los estudiantes. El objetivo de este trabajo es proporcionar un pequeno tutorial sobre la utilizaci on de Excel para implementar unaRNA ˜ ´ que nos permita ajustar los valores de una serie de tiempo correspondiente a actividad cerebral alfa y que permita al alumno entender el funcionamiento de estos dispositivos de c alculo. ´ Spreadsmeet for the simulation of artificial neural networks (ANNs) Palabras clave: Redes de neuronas artificiales, hoja de c´ lculo, aprendia zaje supervisado Clasificaci´ n AMS (MSC 2000): 97U70 oDepartamento de Ingenier´a del Dise˜ o. Universidad de Sevilla ı n Departamento de Psicolog´a Experimental. Universidad de Sevilla ı 3 Departamento de Econom´a Aplicada I. Universidad de Sevilla ı 4 I.E.S. Los Viveros. Sevilla 5 Laboratorio de Sue˜ o y Cognici´ n n o 6 La correspondencia debe dirigirse a Ana Mar´a L´ pez Jim´ nez, Departamento de Psicolog´a Experimental, ı o e ı Universidad de Sevilla,Avda. Camilo Jos´ Cela s/n. 41005 Sevilla, Espa˜ a. Telf: (34) 954557812. e n Fax: (34) 954551784. E-mail: analopez@us.es – Recibido en marzo de 2001. – Aceptado en diciembre de 2001.
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´ 1. INTRODUCCION El uso cada vez m´ s frecuente de redes de neuronas artificiales (en adelante RNA) en a distintos campos es la raz´ n de que nos planteemos la necesidad de incluir esta tem´ tica o aen asignaturas optativas de an´ lisis de datos, de estad´stica y/o en los programas de a ı doctorado de nuestros departamentos. Sin pretender ser exhaustivos, pensamos que las razones de este incremento hay que buscarlas en que

¯ son procedimientos muy flexibles de optimizaci´ n no lineal, o ¯ son, o pueden ser, una alternativa no param´ trica a las t´ cnicas de an´ lisis multivae e a riante, y¯ el n´ mero de aplicaciones inform´ ticas que permiten implementarlas es cada vez u a mayor.
No obstante en el contexto de aprendizaje en el que insertamos este trabajo nos encontramos con que tanto los programas inform´ ticos de matem´ ticas de prop´ sito genea a o ral (MATLAB, MATHEMATICA, IMSL, etc.) como los estad´sticos (SPSS, S-PLUS, ı SAS, etc.) que tienen implementados m´ dulos de RNA,as´ como las aplicaciones eso ı pec´ficas (EasyNN, Neuron, NeuroShell, NeuralWare, etc.), son, a veces, de dif´cil acı ı ceso para los alumnos y que, adem´ s, funcionan como una «caja negra» lo que no a facilita la comprensi´ n de las RNA. Este trabajo pretende solventar, en parte, esos proo blemas mostrando la implementaci´ n de una RNA en una aplicaci´ n inform´ tica muy o o a difundida como esExcel. El uso de hojas de c´ lculo va a permitir al alumno entender a ı mejor el funcionamiento de una RNA y le va a facilitar el acceso a una metodolog´a a cada vez m´ s extendida. En los apartados que siguen desarrollaremos los conceptos b´ sicos de las RNA y un a peque˜ o tutorial para mostrar la implementaci´ n de una RNA en Excel. n o

2. REDES DE NEURONAS ARTIFICIALES (RNA) Las RNA son...