Кіріспе
Жасанды нейрондық желілердің екі негізгі түрінің бірі – Feedforward neural network (FNN) – жасанды нейрондық желілердің екі негізгі түрінің бірі болып табылады, және оның қабаттары арасындағы ақпарат ағынының бағытымен сипатталады. Ақпарат ағыны бір бағытты, яғни модельдегі ақпарат тек бір бағытта ғана жүзеге асады – кіріс түйіндерінен, жасырын түйіндер арқылы (болған жағдайда) және шығыс түйіндеріне қарай, ешқандай циклдар немесе қайтымды ағынсыз. Қазіргі заманғы Feedforward желілері кері тарату әдісі арқылы оқытылады және көбінесе "базалық" немесе "классикалық" нейрондық желілер деп аталады.
A feedforward neural network (FNN) is one of the two broad types of artificial neural network, characterized by direction of the flow of information between its layers. Its flow is uni directional, meaning that the information in the model flows in only one direction—forward—from the input nodes, through the hidden nodes (if any) and to the output nodes, without any cycles or loops, which have a bi directional flow. Modern feedforward networks are trained using the backpropagation method and are colloquially referred to as the "vanilla" neural networks.
Уақыт шкаласы
1958 жылы перцептрондардың қабатты желісі, кіріс қабатынан, үйренбейтін кездейсоқ салмақтары бар жасырын қабатынан және үйренетін байланыстары бар шығыс қабатынан тұратын, Франк Розенблатт өзінің "Перцептрон" кітабында енгізді. Бұл экстремалды оқыту машинасы Амаридің студенті Сайто бес қабатты, екі үйренетін қабаты бар feedforward желісін қолдана отырып, компьютерлік эксперименттер жүргізді. 1970 жылы фин зерттеушісі Сеппо Линнайма тізбектік ережеге негізделген қадағалаулы оқытудың тиімді қолданылысы – заманауи кері таралу әдісін алғаш рет жариялады. Бірақ оны қалай іске асыруды білмеді. 1990-шы жылдары Владимир Вапник және оның әріптестері нейрондық желілерді пайдаланудың (әлдеқайда қарапайым) баламасы, бірақ оған байланысты қолдау векторлық машинасы әдісін әзірледі. Олар сызықтық жіктеуден басқа, жоғары өлшемді белгілер кеңістігін пайдалана отырып, ядролық амал деп аталатын әдіс арқылы сызықтық емес жіктеуді тиімді орындай алды. 2003 жылы Йошуа Бенжио және оның авторлары тілдік модельдеуде терең оқытуды қолданудың табыстарына байланысты кері таралу желілеріне қызығушылық қайта оянды. 2017 жылы заманауи трансформатор архитектурасы енгізілді.
In 1990s, an (much simpler) alternative to using neural networks, although still related support vector machine approach was developed by Vladimir Vapnik and his colleagues. In addition to performing linear classification, they were able to efficiently perform a non linear classification using what is called the kernel trick, using high dimensional feature spaces. In 2003, interest in backpropagation networks returned due to the successes of deep learning being applied to language modelling by Yoshua Bengio with co authors. In 2017, modern transformer architectures were introduced.
Сызықтық нейрондық желі
Feedforward нейрондық желісінің ең қарапайым түрі – сызықтық желі, ол бір қабат шығыс түйіндерінен тұрады; кірістер бірнеше салмақтар арқылы тікелей шығыстарға жіберіледі. Әрбір түйінде салмақтар мен кірістердің көбейтінділерінің қосындысы есептеледі. Осы есептелген шығыстар мен белгілі бір мақсатты мәндер арасындағы орташа квадраттық қателер салмақтарды түзету арқылы ең төменгі деңгейге дейін төмендетіледі. Бұл техника екі ғасырдан бері ең кіші квадраттар әдісі немесе сызықтық регрессия ретінде белгілі. Оны Лежандр (1805) және Гаусс (1795) планеталардың қозғалысын болжау үшін нүктелер жиынтығына жақын сызықтық жуықтау табу үшін қолданған.
Перцептрон
Егер шектік мән қолданылса, яғни сызықтық белсендіру функциясы, нәтижедегі сызықтық шектік бірлік перцептрон деп аталады. (Көп жағдайда бұл термин осы бірліктердің тек біреуін білдіреді.) Бірнеше параллель сызықтық бірліктер, сызықтық шектік функциясы бар жеке бірліктің шектеулі есептеу мүмкіндіктеріне қарамастан, нақты сандардың жабық аралығынан [-1,1] аралығына кез келген үздіксіз функцияны жуықтап көрсетуге қабілді. Бұл нәтиже Питер Ауер, Харальд Бургштейнер және Вольфганг Масс «Перцептронның бір қабатынан тұратын өте қарапайым әмбебап жуықтаушыларға арналған оқу ережесі» деген мақаласында келтірілген. Перцептронға әдетте дельта ережесі деп аталатын қарапайым оқу алгоритмі арқылы оқыту жүргізіледі. Ол есептелген нәтиже мен үлгілік деректер арасындағы қателерді есептейді және салмақтарды түзету үшін оларды пайдаланады, осылайша градиенттік төмендеудің бір түрін іске асырады.
Көпқабатты перцептрон
Көпқабатты перцептрон (MLP) – қазіргі заманғы тікелей таратуға негіделген жасанды нейрондық желінің шатастыратын атауы, ол толық байланысты нейрондардан (сондықтан кейде толық байланысты желі (FCN) деген синоним қолданылады) тұрады, көбінесе сызықты емес белсендіру функциясымен жабдықталған және кем дегенде үш қабаттан тұрады. Бұл желілер сызықтық түрде бөліне алмайтын деректерді ажырата білу қабілетімен ерекшеленеді.
Басқа да желілер
Басқа feedforward желілерінің мысалдары, құрамында әртүрлі белсендіру функциясын қолданатын конволюциялық нейрондық желілер және радиалдық негіздік функциялық желілерді қамтиды.