Стратегии обучения и самообучения

5.2. Не задавайте глупых вопросов!

"Родила царица в ночь

Не то сына, не то дочь "

А.С. Пушкин

Мы учим сеть по обобщенным эталонам, несомненно опираясь на здравомыслие пользователя. Так, обучая обобщенному эталону A1&B2&B3&C1&C2&C3, мы предполагаем задание "логичных" вопросов типа: "Какое решение принять, если Вася на своем прекрасном "Volvo" отправился в павильон "Роксана", в который накануне завезена из Китая большая партия косметики?". Вы задаете сети ясный вопрос, полагая А1 = В3 = С2 = 1 (на самом деле вы знаете об истинном происхождении косметики), и получаете столь же ясный ответ: "Принимай решение (или значение твоей прибыли) R2!"

Но что, если при сформировавшихся связях задать вопрос В3 = С1 = С2 = С3 = 1? Максимального и равного возбуждения на выходе достигнет даже не один нейрон! Но что означал этот вопрос и что означал ответ? Судить ли по неоднозначности ответа о том, что на входе сформировано "объединение" вопросов, обусловившее неоднозначность ответов? (Каков вопрос - таков ответ?) А всегда ли получается неоднозначный ответ?

Зададим вопрос, положив А2 = В1 = В2 = 1. Максимального возбуждения достигнет нейрон Вых5. Но предусматривалось ли решение R5 в ответ на такую ситуацию? Хотя завоз продукции фирм Красный киллер и Пират в палатки С1, С2 и С3 накануне визита Пети вполне возможен!

Несомненно, для правильного ответа надо правильно ставить вопрос. Корректность использования нейросети должна быть обусловлена теми правилами, которые брались за основу ее разработки. Если мы положили, что события А, В, С обязательно должны участвовать в формировании вопросов, то для задания других вопросов сеть необходимо дополнительно обучить.

Например, вопрос "Фирма В3 направила свою продукцию в палатки С1, С2 и С3, - что делать?" требует тщательной проработки нового ответа R6 на свободном нейроне Вых6 выходного слоя и формирования ( трассировки ) пути возбуждения В3, С1, С2, С3 -> Вых6.

Однако возможности неоднозначного ответа (одинаковой величины возбуждения нейронов выходного слоя) этим избежать не удается. Придется анализировать всю картину возбуждения нейронов выходного слоя и выдавать все ответы вида: "Продукция фирмы В3 поступила в палатки С1, С2, С3 "; "Это впоследствии, скорее всего, приведет к решениям R2 и R4 ". А это, нетрудно видеть, влечет необходимость надстройки сети вторым логическим уровнем, где выходной слой нейронов первого уровня становится (возможно, в совокупности со своим входным слоем) входным слоем. Так могут быть продолжены логические цепочки наших умозаключений.

Это еще раз свидетельствует о том, что нельзя законсервировать себя как носителя нейросети на всю жизнь, получив стандартный объем знаний, удостоверенный "красным" дипломом. Надо думать, надо учиться, надо развиваться, смело задавая "запрещенные", глупые вопросы

***

Как показал исторический опыт, демократия и гласность без запретов кроме вреда ничего не приносят. Или это не так? Или именно запрещенные вопросы милы Развитию? Рассмотрим это подробнее ниже.

5.3. Познание нового - основа самообучения

"Кто стрелял, куда попал?"

А. Твардовский, "Василий Теркин"

Конечно, вы сами можете открыть квантовую механику. Но лучше спросить "Что это такое?" за кружкой пива у бедного студента, подрабатывающего грузчиком в соседнем гастрономе.

Мы научили сеть множеству эталонов - даже сформированных в обобщенные эталоны. Теперь, подавая на вход даже искаженные образы, мы можем ответить на вопрос "На какой эталон в большей мере он похож?". И максимально возбужденный нейрон ответит нам на него. Рассмотрим, однако, более внимательно пороги, которым мы уделяли недостаточное внимание.

Что если, более серьезно отнесясь к порогам, установить ограничение на величину возбуждения нейрона выходного слоя, столь решительно дающего определенный ответ? А именно: если величина максимального возбуждения меньше порога H, следует считать, что сеть не знает, что за образ подан на ее вход, и вправе рассматривать его как новый эталон для обучения.

Тогда должен быть найден "свободный" нейрон выходного слоя, и по вышеприведенному алгоритму должна быть произведена трассировка.

Так производится запоминание эталона как некоторой диковинки. Для последующего использования новых знаний трудно обойтись без внешнего воздействия, без учителя, ибо неизбежен вопрос: "Что это и что из этого следует?". Мы знаем, насколько длителен путь эволюции, основанный на "чистом" самообучении, без воздействия, влияния, поддержки извне. Пример Маугли нас не вдохновляет.

Мы даже можем представить себе возможный диалог между Нейрокомпьютером (НК) и Учителем (У):

НК (Величина возбуждения ни одного нейрона выходного слоя не одолела порога):

- Это что-то новенькое! Повтори вопрос; может, величины возбуждения на входе малы?

У:

- Повторяю вопрос.

НК (Результат тот же):

- Все же это что-то новенькое. Приводит ли это к одному из известных решений, или решение новое?

У (Варианты):

1. - Это должно привести к решению R5.
2. - Это новое решение R6.

НК (Соответствующие варианты):

1. - Произвожу трассировку по уточненному обобщенному эталону для решения R5.
2. - Рассматриваю твой вопрос как новый обобщенный эталон. Произвожу трассировку к выходному нейрону Вых6, соответствующему решению R6.

(Пауза)

Здесь идет самообучение системы "Учитель - Нейрокомпьютер". Полное или близкое к нему самостоятельное обучение Нейрокомпьютера возможно тогда, когда сеть - многоуровневая, то есть одни выводы являются посылками для других. Оно возможно, если сеть знакома хотя бы с понятиями "хорошо" и "плохо", то есть учитывает критериальную функцию, так необходимую для моделирования. Это уже высшие сферы обучения, которые мы наблюдаем пока в природе и лишь экспериментально, но постепенно надеемся покорить на основе изложенных здесь предпосылок.

Мы уверены, что любая достаточно развитая нейросетевая система должна быть многоуровневой, допускающей цепочки выводов. Иначе трудно представить себе такие диалоговые системы, с помощью которых производится постепенное уточнение при успешном продвижении к Большой Правде.

Например, диалог при медицинской диагностике формируется, несомненно, на основе отработанной стратегии допроса. Предполагается, что вопросы структурированы и даже образуют порядок следования, отраженный графически, так, что одни вопросы исключают другие. Например, уместен ли вопрос "Снились ли вам гномики?" после отрицательного ответа на вопрос "Спали ли вы в эту ночь?" - при рецидивах недержания?

В то же время принцип нейросети обязан выручить тогда, когда вопросы нелогичны, несовместимы. Просто все нейроны выходного слоя не превысят порога, и НК вступит в диалог с Пользователем (П), подобный предыдущему. Если же ответ на логичный вопрос не был предусмотрен экспертами (Учителем), то этот недостаток должен быть устранен трассировкой нового решения.

Правда, новым решением - реакцией на этот вопрос - может быть ответ: "Не задавай глупых вопросов!"

В общем случае диалог Пользователя с Нейрокомпьютером может выглядеть следующим образом.

НК (Первый вопрос после входа):

- Что у вас болит?

П:

- Голова, живот, пальчик.

НК (После ввода и обработки сигналов - величин возбуждения нейронов входного слоя, соответствующих понятиям "голова", "живот", "левый указательный палец", максимально возбуждается нейрон промежуточного выходного слоя, инициирующий следующий вопрос):

- Ковыряли ли вы в носу на сон грядущий?

П:

- Да.

НК:

- Мыли ли вы руки, ложась спать?

П (Варианты):

1. - Я мою только ноги.
2. - Нет.

НК (Варианты):

1. - Не задавайте глупых вопросов!
2. (На правах рекламы) - Не волнуйтесь, но вы страдаете манией величия. Вам срочно необходимо обратиться в Российский Пенсионный Фонд!

***

В этом месте остановись, читатель, и отрешенным взором обозначь ясную мысль: "Так может ли существо, называемое Божьей Тварью, жить и действовать одним лишь мозгом - нейросетью в механическом, бессознательном состоянии? Достаточен ли мозг в такой ограниченной интерпретации аппарата, инструмента, - для творчества и самопознания? Или все нами изложенное не достойно даже червячка? Есть ли в нас что-то выше такого мозга?" и т.д. и т.д.

Нет, не хочется чувствовать себя только думающей машиной! - И мы размашисто осеняем себя крестным знамением…