ما هي آلة بولتزمان؟
هي عبارة عن نوع من الشبكات العصبونية والتي تُستخدَم لنمذجة التوزيعات الاحتمالية. وهو نوع من سلسلة ماركوف مونت كارلو، ما يعني أنه يمكن استخدامها لأخذ عينات من التوزيع الاحتمالي. سميت على اسم لودفيغ بولتزمان، الذي طور توزيع بولتزمان، وهو توزيع إحصائي يصف توزيع الطاقة في النظام.
أهمية آلة بولتزمان
يستخدم هذا النوع من الذكاء الاصطناعي للتعلم عن طريق الأمثلة وغالباً ما يُستخدم للتعرف على الأنماط. وتكمن الفائدة الرئيسية لاستخدام آلة بولتزمان في إمكانية تعلم أنماط معقدة للغاية. ويعتبر هذا النوع من الذكاء الاصطناعي فعال جداً للغاية في التعلم من مجموعات البيانات الضخمة.
ما المكونات الرئيسية لآلة بولتزمان؟
المكونات الرئيسية لآلة بولتزمان هي العقد والوصلات بينها، وتكون على هذا النحو:
- العقد هي الخلايا العصبونية الاصطناعية تسمى العصبونات، والوصلات هي نقاط الاشتباك العصبي. تتصل العقد ببعضها بعضاً اتصالاً تاماً، ما يعني أن كل عقدة متصلة بكل عقدة أخرى في الشبكة.
- هناك نوعان من العقد مرئية ومخفية، العقد المرئية هي عقد المدخلات، والعقد المخفية هي عقد المخرجات.
- العقد المخفية ترتبط بالعقد المرئية بطريقة تشكل سلسلة ماركوف.
كيف تعمل آلة بولتزمان؟
تُستخدم آلات بولتزمان لمجموعة متنوعة من المهام، بما في ذلك التعرف على الأنماط والتصنيف والتنبؤ. كما تم استخدامها لتطوير شبكات عصبونية اصطناعية. وتعمل وفق الخطوات التالية:
- تعمل الآلة من خلال الاختيار العشوائي لأول مرة لمجموعة من العقد للتحديث.
- يتم حساب الحالة الجديدة لكل عقدة بناءً على حالات العقد المتصلة بها وأوزان الوصلات بينها.
- يتم تدريب آلة بولتزمان باستخدام مجموعة تدريب، وتكون مجموعة التدريب عبارة عن مجموعة من أزواج المدخلات والمخرجات.
- تتم تغذية المدخلات في العقد المرئية، وتتم تغذية الناتج في العقد المخفية. يتم استخدام مجموعة التدريب لضبط أوزان الوصلات بين العقد.
- تتكرر الخطوات السابقة حتى تصل للنتائج الأكثر قبولاً بناء على البيانات المدخلة.
