Redes neuronales
1 Introducción
Hay diferentes respuestas para la pregunta que es una red neuronal. Años atrás la gente respondería la pregunta sencillamente escribiendo las ecuaciones del diseño de una red neuronal en particular (ANN). Siembargo, hay diferentes diseños de ANN, orientados a diferentes clases de tareas. Aun dentro del mismo campo pocos investigadores aprecian que tanamplio es realmente el rango.
Programa de neuro-ingenieria en la fundación de Ciencia Nacional de USA: Un estudio de caso
El ejemplo del programa de neuro ingeniería en la fundación de Ciencia Nacional de USA es un caso de utilidad en el estudio de las diferentes motivaciones y los conceptos detrás de la investigación en ANN. En NSF, la decisión de financiar a un
programa en neuroingenieria fuemotivada por dos muy diferentes definiciones de lo que es este campo. Afortunadamente, en la práctica, las dos definiciones terminaron incluyendo prácticamente el mismo conjunto de esfuerzos en la investigación. Una de las definiciones estuvo motivada por consideraciones de hardware, y la otra por enlaces con el cerebro.
Redes neuronales artificiales como sexta generación de computadoras
Elprograma de neuroingenieria de NSF comenzó como un elemento del programa de la tecnología óptica. Se intentaba apoyar una visión de la sexta generación de la informática, que se ilustra en la figura A2.2.1.
La mayoría de las personas hoy en día están muy familiarizadas con la cuarta generación de la informática, que se ilustra en el lado izquierdo de la figura. Las computadoras personalescomunes y estaciones de trabajo son ejemplos de la cuarta generación de la informática.
En ese esquema, existe un chip en el interior de la CPU desde el cual se hace todo el trabajo. La CPU procesa las instrucciones una a una. Sus capacidades mapean perfectamente con lenguajes de tecnología conocidos como FORTRAN, BASIC, C o SmallTalk (en orden histórico). Los principales avances subyacentes a lacuarta generación fueron la invención del microchip (co-inventado por Federico Faggin de Caltech) y el desarrollo de la tecnología VLSI.
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Una o dos décadas atrás, muchos científicos estaban entusiasmados por el concepto de procesamiento paralelo masivamente (PMP) o quinta generación de la informática, ilustrado en el centro de la figura. En el MPP, cientos o incluso millones de chips de CPUcompletos se insertan en un único equipo, con la esperanza de aumentar
capacidad computacional de salida un centenar o un millón de veces. Lamentablemente, las computadoras MPP no pueden ejecutar los programas de ordenador convencional en FORTRAN o C de una manera directa. Por lo tanto, los gobiernos de los Estados Unidos y Japón han financiado una gran cantidad de investigación en computación de altorendimiento, enseñándole a la gente cómo escribir programas de ordenador dentro de ese subconjunto de los algoritmos que puede aprovechar el poder de estos "supercomputadores".
En el decenio de 1980, los investigadores en tecnología óptica llegaron a la NSF y argumentaron que la computación óptica ofrece la esperanza de poder computacional de un millar, o incluso de un millón de veces mayor queel de la quinta generación. Dado que la industria de la informática es una industria enorme, esta solicitud fue considerada muy cuidadosamente. NSF consultó con Carver Mead, el padre de VLSI-y su colega, Federico Faggin, entre otros.
Figure A2.2.1. Tres generaciones de hardware.
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Mead y Faggin sostenían que podrían lograrse capacidades similares en los microchips, si uno estabadispuesto a poner cientos o millones de unidades de procesamiento extremadamente simples en un único chip. Así la capacidad de la sexta
generación se podría aplicar ya fuera en tecnología óptica o en VLSI. (Michael Conrad de la Universidad Estatal de Wayne en Detroit ha estudiado una tercera alternativa, utilizando la computación molecular.)
Los escépticos argumentaban que la sexta generación de...
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