Arquitetura da ART Controle 1 Controle 2

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1 Teora de Ressoâca Adaptatva - ART Arqutetura da ART Cotrole Cotrole 2 Desevolvda por Carpeter e Grossberg como uma alteratva para resolver o dlema establdade-plastcdade (rede ão aprede ovos padrões). Realme tação A rede é um modelo de como o cérebro faz recohecmeto rapdamete apesar do tamaho da base de cohecmeto usada a busca Para Frete Permte que o usuáro cotrole o grau de smlardade dos padrões apreddos. Agrupa (clusters) vetores báros (também valores cotíuos). Etradas Camada de Etrada W Realme tação T Reset Camada de Saída Vglâca e Reset Teora de Ressoâca Adaptatva - ART Arqutetura da ART Usa apredzagem ão-supervsoada. Os padrões de etrada podem ser apresetados váras vezes e em qualquer ordem. Cada padrão apresetado leva à escolha de uma udade (cluster) e à atualzação dos pesos para fazer a udade apreder o padrão. Os pesos de uma udade são cosderados como sedo os compoetes do vetor (padrão) apreddo. Camada de Etrada - camada de comparação. Camada de Saída - camada de recohecmeto (camada compettva - agrupa os dados). Coeões para frete (Feedforward -valores reas), de realmetação (valores báros) e etre eurôos da camada de saída (bção lateral - mecasmo de competção). A fução das camadas muda durate os cclos. Cotroles e 2 - cotrolam o fluo de dados as camadas. Etradas são comus para as duas camadas.

2 Arqutetura da ART Mecasmo de Reset: reseta a camada de saída. compara as etradas com um lmar de vglâca e toma a decsão de crar uma classe para o padrão de etrada, se ecessáro. Fases para apredzagem e classfcação Fase de Icalzação Cotrole - defe o modo de etrada () ou de comparação (0) é feto zero (0) se houver algum eurôo atvo a saída (camada de recohecmeto). Cotrole 2 - hablta () ou desablta (0) os ós da camada de saída é feto zero (0) se o teste de vglâca falha (desablta a camada e reseta seus valores de atvação para zero). Arqutetura da ART Característcas da ART: Icalzação dos pesos W e T Mutas coeões de realmetação Fuções separadas para cada camada w + t é o úmero de ós de etrada. Cotrole etero dos sas 0 < ρ < Lmar de vglâca 2

3 Fase de Recohecmeto Arqutetura da ART Vetor de etrada é apresetado e a camada de saída é atvada (cada eurôo terá um ível de atvação correspodete à smlardade de seus pesos com o padrão de etrada). Nó vecedor trasmte seu padrão (vetor T) para a camada de comparação Neurôo vecedor Saída Cada eurôo da camada de etrada tem três etradas: compoete do vetor de etrada o sal de realmetação da camada de saída o sal de cotrole Vetor padrão 0 0 Etrada 2 3 Fase de Recohecmeto Arqutetura da ART Regra dos 2/3 (camada de etrada) (Grossber e Carpeter) cotrola o fluo de dados Se duas das etradas estão atvas, etão o eurôo gera uma saída, para quasquer que sejam as etradas; Caso Cotráro a saída é zero (0). Fase de Comparação Dos vetores são apresetados à camada de etrada para comparação (a etrada e o vetor padrão recebdo da camada de saída) A etrada de cotrole é feta zero (0) (a camada de saída tem um eurôo atvo) t t 2 t 3 z z 2 z 3 Vetor padrão Escolhe-se o eurôo vecedor a camada de saída (semelhatemete à rede de Kohoe). Cotrole 0 Etrada 2 3 3

4 A regra de 2/3 calcula a saída Operação AND etre os dos vetores T e X produzdo o vetor de comparação Z. Teste Verdadero: Classfcação terma (eurôo vecedor é a classe, atualza os pesos) Teste Falso: O vetor Z serve de etrada para o mecasmo de reset juto com o vetor de etrada X. Classe ão fo ecotrada (ca fase de busca) Lmar de Vglâca Mecasmo de vglâca testa a smlardade etre os vetores Z e X Testa se S t j > ρ Fase de Busca Rede teta ecotrar uma classe a camada de recohecmeto Saída do eurôo atvo (atual) é zerada > Cotrole tora-se O vetor de etrada é reaplcado a camada de recohecmeto para se ecotrar um eurôo cujos pesos são mas smlares ao vetor a etrada A rede etra a fase de comparação ovamete 4

5 Algortmo ART 3. Calcula a smlardade (matchg) Faz ovo teste do Lmar de vglâca O processo se repete por mutos cclos e se a rede ão ecotrar um eurôo vecedor, o vetor é declarado como descohecdo (o vetor é atrbuído a um eurôo de saída que ada ão represeta alguma classe) 4. Selecoa vecedor 5. Testa v j 0 v w j ( ) j * ma v j Ressoâca advém do fato do padrão passar etre as camadas durate város cclos. j S Va para 7, caso cotráro va para 6 t > ρ. Icalzação Algortmo ART Algortmo ART 6. Desablta o vecedor e volta para o passo 3. t j wj j m 0 ρ 2. Apreseta vetor de etrada eurôos de saída e m etradas. 7. Adaptar os pesos do vecedor t j* w j* t j* Lt L j* + tj* 0 5

6 Apredzagem leta ART é uma das rede euras que apredem em ambetes que varam cotuamete. Pesos se adaptam letamete (város cclos de treameto) Tempo de apredzagem é bem meor do que as redes que utlzam processo teratvos. Parte mas leta - busca a fase de recohecmeto vatagem: pesos são treados para represetar a méda estatístca dos dados de etrada para qualquer classe > maor ateção a busca por característcas mas saletes dos padrões de etrada que determam a classe. Sesbldade às varações os parâmetros da rede Esquemas de treameto da rede ART: Apredzagem rápda Pesos de almetação para frete são ajustados para o ótmo em poucos cclos de treameto ( geralmete época; mas usada a prátca ) Lmar de vglâca mas crítco, pode alterar o desempeho da ART Icalzação dos pesos (W) de almetação para frete valores devem ser baos, para evtar domío de eurôos (atrbução de todos os vetores de etrada para um úco eurôo de saída). 6

7 Lmar de Vglâca - cotrola a resolução da classfcação valor bao ( < 0.4 ) > cração de poucas classes (baa resolução) valor alto ( perto de ) > pequeas varações etre os padrões resultam em ova classe (alta resolução) > rede muto sesível, resultado a atrbução rápda dos eurôos dspoíves. Escaloameto dos Pesos para Frete técca para descobrr característcas crítcas de forma sesível ao coteto. relacoado com o ajuste dos pesos para frete W permte dstgur sas de ruído > Bao desempeho quado se usa etradas rudosas (aspecto mas crítco) Sesbldade ao lmar de vglâca: vatagem - rede vsta como um modelo de sesbldade ao coteto desvatagem - do poto de vsta de egehara Solução ótma - varar damcamete o valor da vglâca w Lt j* j + L tj* 0 Eemplo: [ ] 2 [ 0 0 ] Sem escaloameto: w [ ] w 2 2 [ 0 0 ] valor bao - clusterzação grossera valores crescetes - podem otmzar a classfcação Reapresetado, ambos os eurôos poderam ser o atvado Com escaloameto L 2: w [ ] w 2 2 [ ] Reapresetado, o eurôo de pesos w sera o atvado 7