Logik und Informatik

Neuronale Netze

Übungsblatt

Eingabe und Ziel

Zwei Eingaben, ein verdecktes ReLU-Paar, ein Ausgang. Alle Zahlen gehen glatt auf.

Eine Zahl im Netz anklicken, um sie zu ändern: Gewicht, Bias oder Eingabe.

EingabeSchicht 1Ausgabe
b 0
b 0
b 0Ziel y3
Vorhersage
?
Ziel
3
Verlust
?
Lernschritte
0
  • positives Gewicht
  • negatives Gewicht
  • Dicke der Linie: Betrag des Gewichts

Die vier Phasen

  1. 1VorwärtsEingaben durch das Netz rechnen.
  2. 2VerlustVorhersage mit dem Ziel vergleichen.
  3. 3RückwärtsAnteil jedes Gewichts am Fehler bestimmen.
  4. 4LernenGewichte ein Stück verbessern.

Steht der Zeiger in einer Rechnung auf einer Zahl, leuchtet ihre Kante im Netz auf. Was ∂, δ und die Kettenregel bedeuten, steht dort, wo sie zum ersten Mal vorkommen, und ausführlich unter „Mehr zu neuronalen Netzen“.

Gewichte und Bias

Zeile: ein Neuron. Spalte: einer seiner Eingänge, zuletzt der Bias. Jede Zahl lässt sich ändern.

W¹ 2 Eingänge → 2 Neuronen
x₁x₂Biasa¹₁a¹₂
W² 2 Eingänge → 1 Neuron
a¹₁a¹₂Biasŷ
Parameter
9
6 Gewichte und 3 Bias. Das sind die Zahlen, die das Lernen verändert.
Aktivierung verdeckt
ReLU(z) = max(0; z)
ReLU gibt positive Summen unverändert weiter und macht negative zu 0.
Aktivierung am Ausgang
f(z) = z
Linear: Die Summe wird unverändert weitergegeben.
Verlust: Quadratischer Fehler
L = ½ · (ŷ − y)²
Passt zu jedem Ausgang.
Lernrate η
0,05
Wie groß der Schritt beim Lernen ist. Zu groß, und das Netz schießt über das Ziel hinaus.
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