Безопасность цифровых технологий

БЕЗОПАСНОСТЬ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

БЕЗОПАСНОСТЬ
ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

English | Русский

Последний выпуск
№3(118) Июль - Сентябрь 2025

О проблемах синтеза нейронных сетей

Выпуск № 2 (92) Апрель - Июнь 2018
Авторы:

Романников Дмитрий Олегович ,
Ибраева Динара Миннахатовна ,
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/2307-6879-2018-2-117-124
Аннотация

В статье приводятся рассуждения о тех проблемах, которые возникают у исследователей при разработке систем с использованием нейронных сетей. Наибольшее внимание уделено проблемам преобразования известных алгоритмов из классического описания в нейронные сети. К таким проблемам можно отнести следующие: 1) необходимость разработки инструмента для выполнения таких математических операций, как сложение/вычитание, умножение/деление и другие, а также на необходимости разработки инструмента для выполнения манипуляции над данными, к которым можно отнести такие, как перемещение, копирование и другие; 2) необходимость разработки конструкций для управления при вычислении (т. е. отсутствие операторов if, for, while и других); 3) отсутствие привычных структур данных, таких как массив, стек, очередь и другие. Такие проблемы могут быть продемонстрированы на примере поиска наименьшего пути в грфе. Необходимо релаксировать ребра графа, для этого используются операции сравнения и сложения. Однако для выполнения данных операций в нейронных сетях их нужно предварительно реализовать. Стоит отметить, что решение задач такого вида не характерно для нейронных сетей, но может являться частью задачи реализации создания инструмента для преобразования классических алгоритмов в нейронную сеть с целью как их совместного использования, так и объяснения работы нейронной сети. Также предложен подход к решению задачи реализации нейронной системы с помощью разделения общей задачи на множество более мелких решений, которые существенно проще. Приведен пример такого разбиения исходной задачи.


Ключевые слова: нейронные сети, сети Петри, искусственный интеллект, преобразования, функция активации, keras, регуляризация, обучение
Романников Дмитрий Олегович
630073, РФ, г. Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, кандидат технических наук, доцент кафедры автоматики. E-mail:
dmitry.romannikov@gmail.com
Orcid: 0000-0002-7938-0223

Ибраева Динара Миннахатовна
630073, РФ, г. Новосибирск, пр. Карла Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет, магистрант кафедры систем сбора и обработки данных. E-mail:
ibraeva-dishik@yandex.ru
Orcid: 0000-0002-5727-0533

Список литературы

1. Воевода А.А., Романников Д.О. Тезисы о нейронных сетях // Сборник научных трудов НГТУ. – 2017. – № 1 (87). – С. 98–108.



2. Bishop C. Pattern recognition and machine learning. – New York: Springer, 2007. – 738 p. – (Information science and statistics).



3. Richert W., Coelho L. Building machine learning systems with Python. – Birmingham: Packt Publ., 2013. – 290 p.



4. Hastie T., Tibshirani R., Friedman J. The elements of statistical learning: data mining, inference, and prediction. – 2nd ed. – New York: Springer, 2013. – 745 p. – (Springer series in statistics).



5. Lantz B. Machine learning with R. – Birmingham: Packt Publ., 2013. – 396 p.



6. Mohri M., Rostamizadeh A., Talwalkar A. Foundations of machine lear- ning. – Cambridge, MA: MIT Press, 2012. – 432 p. – (Adaptive computation and machine learning series).



7. Conway D., White J.M. Machine learning for hackers. – Sebastopol, CA: O'Reilly, 2012. – 324 p.



 



8. Welcome to the Deep Learning tutorial [Electronic resource]. – URL: http://deeplearning.stanford.edu/tutorial/ (accessed: 26.06.2018).



      9. Haykin S. Neural networks: a comprehensive foundation. – New York: MacMillan Publ., 1994. – 1104 p.



10. Воевода А.А., Романников Д.О. Нейронные сети в системах с последовательно выполняемыми действиями // Интеллектуальный анализ сигналов, данных и знаний: методы и средства: сборник статей Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, Новосибирск, 14–17 октября 2017 г. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2017. – C. 306–310.



11. Трошина Г.В., Воевода А.А. Параметрическая идентификация многоканального объекта на основе итерационного метода наименьших квадратов // 21 Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям (SCM-2018): сборник докладов, Санкт-Петербург, 23–25 мая 2018 г.: в 2 т. – СПб.: СПбГЭТУ ЛЭТИ, 2018. – Т. 1. – С. 595–598.



12. Troshina G.V., Voevoda A.A. The iterative procedure modeling for the dynamic parameters estimation at the active identification task // Siberian symposium on data science and engineering (2017 SSDSE): proceedings, Akademgorodok, Novosibirsk, 12–13 April 2017. – Novosibirsk: IEEE, 2017. – P. 80–83.



13. Воевода А.А., Романников Д.О. Синтез нейронной сети на основе сети Петри для задач движения и стабилизации строя группы беспилотных летательных аппаратов // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. – 2018. – № 2. – С. 26–33.



14. Goodfellow I., Bengio Y., Courville A. Deep learning. – Cambridge, MA: MIT Press, 2016.



15. Воевода А.А., Романников Д.О. Асинхронный алгоритм сортировки массива чисел с использованием ингибиторных сетей Петри // Труды СПИИРАН. – 2016. – Вып. 48. – C. 198–213.



16. Воевода А.А., Шоба Е.В. О разрешимости задачи автономизации многоканальной системы // Сборник научных трудов НГТУ. – 2010. – № 2 (60). – С. 9–16.



17. Воевода А.А., Марков А.В., Романников Д.О. Разработка программного обеспечения: проектирование с использованием UML диаграмм и сетей Петри на примере АСУ ТП водонапорной станции // Труды СПИИРАН. – 2014. – Вып. 3 (34). – С. 218–231.



18. Марков А.В., Воевода А.А. Развитие системы «Перемещение манипулятора в пространстве с препятствиями» при помощи рекурсивных функций // Автоматика и программная инженерия. – 2013. – № 2 (4). – С. 35–41.



19. Воевода А.А., Шоба Е.В. Управление перевернутым маятником // Сборник научных трудов НГТУ. – 2012. – № 2 (68). – С. 3–14.

Просмотров аннотации: 1668
Скачиваний полного текста: 726
Просмотров интерактивной версии: 0
Для цитирования:

Романников Д.О., Ибраева Д.М. Рассуждения о проблемах синтеза нейронных
сетей // Сборник научных трудов НГТУ. – 2018. – № 2 (92). – С. 117–124. – doi: 10.17212/2307-6879-2018-2-117-124.

 

 

For citation:

Romannikov D.O., Ibraeva D.M. Rassuzhdeniya o problemakh sinteza neironnykh setei [Discussions on the problems of synthesis of neural networks]. Sbornik nauchnykh trudov Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universitetaTransaction of scientific papers of the Novosibirsk state technical university, 2018, no. 2 (92), pp. 117–124. doi: 10.17212/2307-6879-2018-2-117-124.