Yapay Sinir Ağları

İnsanlığın doğayı araştırma ve taklit etme çabalarının en son ürünlerinden bir tanesi Yapay Sinir Ağları teknolojisi olarak hayatımıza girdi. Basitçe tanımlamak gerekirse; Yapay sinir ağları, insan beynine has bir özellik olan öğrenme yolu ile yeni bilgiler türetebilme, yeni bilgiler oluşturabilme ve keşfedebilme gibi yetenekleri herhangi bir yardım almadan otomatik olarak gerçekleştirmek amacı ile geliştirilen bilgisayar sistemleridir.

A- A+

26.09.2013 tarihli yazı 25612 kez okunmuştur.

Yapay Sinir Ağları (YSA-Artificial Neural Networks)

İnsanlığın doğayı araştırma ve taklit etme çabalarının en son ürünlerinden bir tanesi " Yapay Sinir Ağları " teknolojisi olarak hayatımıza girdi. Doksanlardan bu yana Yapay Sinir Ağları teknolojisinde önemli mesafeler katedildi.

Basitçe tanımlamak gerekirse; yapay sinir ağları, insan beynine has bir özellik olan öğrenme yolu ile yeni bilgiler türetebilme, yeni bilgiler oluşturabilme ve keşfedebilme gibi yetenekleri herhangi bir yardım almadan otomatik olarak gerçekleştirmek amacı ile geliştirilen bilgisayar sistemleridir. Tüm bu yetiler sonucunda bilim dünyasında hem yeni gelişmelere neden oldular hem de nasıl çalıştığı bilinmeyen insan beyni hakkında yapılan araştırmalara da önemli katkılar sağladılar ve sağlamaktalar.

YSA’nın yapabildiklerini, geleneksel programlama yöntemleri ile gerçekleştirmek oldukça zordur hatta mümkün değildir. Bu imkansızlıklar neticesinde programlanması çok zor veya mümkün olmayan olaylar için geliştirilmiş adaptif bilgi işleme ile ilgilenen bir bilim dalı olarak yapay sinir ağlarına ilgi artmıştır.

► İlginizi Çekebilir: Kalp Hücreleri ve Altın Nanolifler, Sorunlu Kalpleri İyileştirmek İçin Güçlerini Birleştirdiler

Yapay Sinir Ağları Kullanım Alanları

YSA, robotiğin gelişmesiyle bir hayli önem kazandı. Haliyle robotiğin var olduğu her alanda yapay sinir ağlarıyla karşılaşmak mümkün. Günümüzde robotların en büyük kullanım alanı ise endüstriyel üretimdir. Özellikle otomotiv endüstrisinde çok sayıda robot kullanılmaktadır. Çoğu kol şeklinde olan bu robotlar tekrarlanan işlemleri gerçekleştirir, insan gücünün çalışmasında tehlike arz edecek işleri yapar, ağır işlerde kullanılır, parçaları monte eder, kaynak ve boya yaparlar.

Evlerde robot kullanımı da giderek artmaktadır. Evlere giren ilk robotlar Furby, AIBO gibi oyuncaklardır. Başta ABD'de olmak üzere ev işlerine yardımcı olan robotların kullanımı da giderek yaygınlaşmaktadır. Örneğin yerleri kendi kendine süpüren robot elektrik süpürgeleri büyük talep görmektedir.

Görüldüğü gibi robotların olduğu tüm bu sektörler daha efektif işlevler alabilmek adına yapay sinir ağları ile birlikte çalışmaya başlamıştır.

Yapay Sinir Ağları İle Neler Yapmak Mümkün ?

♦ Regresyon
♦ Tahmin Yürütme
♦ Karar Verme
♦ Zaman Serisi Analizi
♦ Sınıflandırma
♦ Kontrol Benzetimi
♦ Optimizasyon
♦ Doğrusal olmayan sinyal işleme
♦ Doğrusal olmayan sistem modelleme

Yapay Sinir Ağları Tüm Bunları Nasıl Yapıyor ?

Yapay sinir ağları, daha önceden yapılan örneklemelere bakarak, ilgili olay hakkında genellemeler yapar, bilgiler toplar ve daha sonra hiç görmediği örneklerle karışılışınca öğrendiği bilgileri kullanarak o örnekler hakkında karar verir. Bu yönüyle insan beyninin karar verebilme yeteneğini taklit etmektedir.

Yapay Sinir Ağları, basit biyolojik sinir sisteminin çalışma şeklini simüle etmek için tasarlanırlar ve simüle edilen nöronlar (sinir hücreleri) içerirler. Bu nöronlar çeşitli şekillerde birbirlerine bağlanarak ağı oluştururlar. Bu ağlar öğrenme, hafızaya alma ve veriler arasındaki ilişkiyi ortaya çıkarma kapasitesine sahiptirler.

Diğer bir ifadeyle, YSA'lar, normalde bir insanın düşünme ve gözlemlemeye yönelik doğal yeteneklerini gerektiren problemlere çözüm üretmektedir. Bir insanın, düşünme ve gözlemleme yeteneklerini gerektiren problemlere yönelik çözümler üretebilmesinin temel sebebi ise insan beyninin ve dolayısıyla insanın sahip olduğu yaşayarak veya deneyerek öğrenme yeteneğidir.

Biyolojik sistemlerde öğrenme, nöronlar arasındaki sinaptik (synaptic) bağlantıların ayarlanması ile olur. Yani, insanlar doğumlarından itibaren bir yaşayarak öğrenme süreci içerisine girerler. Bu süreç içinde beyin sürekli bir gelişme göstermektedir. Tecrübeler arttıkça sinaptik bağlantılar ayarlanır ve hatta yeni bağlantılar oluşur. Bu sayede öğrenme gerçekleşir. Bu durum YSA için de geçerlidir. Öğrenme, eğitme yoluyla örnekler kullanarak olur. Başka bir deyişle, gerçekleşme girdi/çıktı verilerinin işlenmesiyle, yani eğitme algoritmasının bu verileri kullanarak bağlantı ağırlıklarını (weights of the synapses) bir yakınsama sağlanana kadar, tekrar tekrar ayarlamasıyla olur.

Sonuç olarak insanı fiziksel olarak taklit eden robotlardan zihinsel olarak da taklit edebilen robotlara doğru hızlı bir geçiş söz konusu. Robotların çalışanlara, endüstrilere ve ülkelere pek çok faydası var. Doğru kullanıldığında çalışanları pis,sıkıcı, ağır ve tehlikeli işlerden kurtaran robotların artık kendi beyinleriyle karar da verebilmeleriyle insana olan ihtiyacı önemli ölçüde azaltacağı aşikar. Bu durumun işsizliğe bir miktar da olsa katkı sağlayacağı doğru ancak öte yandan teknisiyenlere, satıcılara, mühendislere, programlayıcılara ve bakımcılara yeni çalışma alanları da açacak.

KAYNAKLAR

► Popsci
► Osti
► Elektrotekno