UHU-StartseiteMathematiklehrerim SchullebenUnterrichtsorganisationÜber das Lernen mathematischer InhalteEine strukturelle Modellierung des Lernprozesses
Neuronale Netze


Einfaches Modell der Gehirnstruktur
Im "Neuronalen-Netz-Modell" besteht das Gehirn aus zwei verschiedenen Einheiten:
  • Neuronen (Knoten) und
  • Synapsen unterschiedlicher Stärke(gewichtete Kanten).
Durch die topologische Struktur dieses Graphen ist das gelernte Wissen eines Gehirns repräsentiert.




Grundidee eines neuronalen Netzes

Neuronale Netze (Einführung in die Theorie neuronaler Netze)



Lernen im neuronalen Netz
Lernvorgänge
  • sind Zustandsänderungen
  • die durch äußere Reize angestoßen werden.
In einem Lernmodell zu den neuronalen Netzen feuern mehrere durch Reize angesprochene Neuronen gleichzeitig. Dies führt zum Erzeugen oder zur Stärkung der Verbindung:




Lernvorgang: Aktivierung zweier Neuronen und Stärkung der Verbindung


Lernvorgang: Aktivierung mehrerer Neuronen und Erweitern des Netzes

Abrufen von Information
Die Information steckt in der wechselseitigen Abhängigkeit der Neuronen über die gewichteten Kanten. Werden in einer bestimmten Situation einige Neuronenn aktiviert, die über starke gewichtete Kanten zusammenhängen, so können weitere Neuronen aktiviert werden:



Abrufen von Information: mit zwei Neuronen schwingt das dritte mit

Behalten von Information
Die Gewichtung der Kanten ist von der Zeit abhängig. Wenn sie nicht weiter aktiviert werden, dann verfällt die Gewichtung mit einer negativen Exponentialkurve.



Behaltenskurve

Durch einen Wiederholungsprozess wird nicht nur das Wissen reaktiviert, sondern zusätzlich die Zerfallskonstante verändert:



Behaltenskurven
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