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Last Update

19-Nov-2018

情報化学:自己組織化ニューラルネットワーク SOM

非常勤講師:山本博志 講義補助資料(2003年ごろの記事?)

 

うちの「えのころチビズ」は型はめ遊びが大好きです。型はめって言うのは数字とか星形、三角の穴の開いたところに同じ形の図柄を正しい向きで入れると中に入るおもちゃです。

こうした形状認識は最近の脳科学では次のように説明されているようです。目から入った視覚情報は形の要素に分解され脳の中の数字だったら数字の要素が格納されているところに届き照合されてどの数字だか認識される。手に持ったピースの形状を認識して箱の図柄と比較して同じところを探すというのが型はめ遊びです。ここで重要なのは脳の中の数字の要素が格納される格納のされ方です。傾いていようがひっくり返っていようが同じものとして認識するのは結構訓練が必要です。傾いていたりひっくり返っていたりは先の話としても、図形を数字と認識したり丸×三角と分類するのはどのようなメカニズムでコンピュータにやらせるにはどうしたらいいでしょうか? 人間の脳の中では似たものは似た位置に記憶されているようです。例えば数字は皆、脳の中のある部分にかたまって格納され、図形は図形、色は色とかたまって格納されているらしいです。この似たものは似た位置にマッピングされるという機能のことを自己組織化と呼びます。これを模倣したニューラルネットワークに自己組織化のニューラルネットワークがあります。これはコホーネン先生が最初にはじめたので、コホーネン・マップとかSelf Organization Map (SOM) とか呼ばれたりもします。このニューラルネットワークは先の2つのニューラルネットワークとは違って教師なしニューラルネットワークに分類されます。先のNNは本当の答えはこれだよ、という教師データとNNが出す答えの差を小さくするように動作してきましたが今度のは勝手に自分から分類されて行きます。これは非常に便利な機能で分析化学には結構多用されています。面白い例では色々な出所の拳銃の火薬の分析値を自己組織化させると事件に使われた拳銃はどんなものだったかもわかるそうです。

自己組織化ニューラルネットワークの基本 動物の分類

「えのころチビズ」は乗り物が大好き。電車とバスを覚えて見かける度に「でんしゃー、でんしゃー」「ばしゅー、ばしゅー」と叫びます。この所トラックを認識するようになり、バイクとか「しゃ」(救急車)を覚えつつあります。今朝新聞の折り込みにお正月用のおせちのお重の広告が載っていました。それを見て「とらっくー、とらっくー」って叫んでいます。奥さんと、「んー、想像力を働かせればこれがトラックに見えても不思議はないかもしれない」と話していたのですが、いったい彼等の脳みその中ではどんなマッピングが行われているのか? 少なくとも「でんしゃー」は好きなものの代名詞なのはたしかなんだけど。

 

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