Neuronale Netze einfach erklärt
Ein neuronales Netz besteht aus vielen einfachen Rechenknoten. Beim Lernen werden Zahlen angepasst, bis die Ausgaben gut passen.
Das lernst du heute
- Ich weiß: Ein neuronales Netz hat Eingabe, Knoten und Ausgabe.
- Ich weiß, was Gewichte sind.
- Ich kann ein einfaches Netz mit einem Knoten durchrechnen.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Wie eine Maschine aus Beispielen lernt
Ein künstliches neuronales Netz ist ein Programm aus vielen kleinen Rechenknoten. Es ist dem Gehirn nur lose nachempfunden. Das Netz hat eine Eingabeschicht, eine oder mehrere Zwischenschichten und eine Ausgabeschicht. Jede Verbindung hat eine Zahl, das Gewicht. Ein Knoten rechnet die Eingaben mal Gewicht zusammen. Ist die Summe mindestens so groß wie ein Schwellenwert, meldet der Knoten „ja“. Beim Lernen ändert das Netz die Gewichte, bis die Ausgaben zu den Beispielen passen. Solche Netze erkennen zum Beispiel Handschrift, Sprache oder Bilder.
| Sonne (1 oder 0) | Regen (1 oder 0) | Rechnung | Ausgabe |
|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 1 · 2 + 0 · (−3) = 2 | ja |
| 1 | 1 | 1 · 2 + 1 · (−3) = −1 | nein |
| 0 | 0 | 0 | nein |
Einen Knoten berechnen
- Schreibe die Eingaben auf, zum Beispiel Sonne 1, Regen 0.
- Multipliziere jede Eingabe mit ihrem Gewicht.
- Addiere die Ergebnisse.
- Ist die Summe mindestens 1, lautet die Ausgabe ja, sonst nein.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Eingaben mal Gewicht.
Addieren.
Groß genug? Dann ja.
Ein Beispiel
Ein Dimmer mit mehreren Reglern: Jeder Regler zählt unterschiedlich viel. Alle zusammen entscheiden das Licht.
Schritt für Schritt
Sonne 1, Regen 0. Gewichte 2 und −3. Schwellenwert 1.
- 1 · 2 = 2.
- 0 · (−3) = 0.
- Summe: 2. 2 ist mindestens 1: ja.
Mit einem Bild erklärt
Zur Grundlage zurück
- Wie eine Maschine aus Beispielen lernt – Du weißt, wie eine Maschine aus Beispielen lernt.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Zeig mir den ersten Schritt
Rechne: Sonne mal 2 plus Regen mal (−3).
Lösung ansehen
Lösung: ja
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Zeig mir den ersten Schritt
Rechne 1 · 2 + 1 · (−3).
Lösung ansehen
Lösung: nein
Tipp: Probiere alle vier Fälle von Sonne und Regen mit der Tabelle aus.
Merksatz: Ein neuronales Netz rechnet mit Gewichten. Beim Lernen werden die Gewichte angepasst.
Typischer Fehler: Zu glauben, ein neuronales Netz sei ein künstliches Gehirn. Es ist ein Rechenmodell.
Mini-Quiz
4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Lösung ansehen
Lösung: Zahlen an den Verbindungen
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Lösung: Die Gewichte werden angepasst.
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Lösung: Stimmt nicht
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Lösung: Stimmt
Geschafft
Ein Knoten wiegt Eingaben mit Zahlen ab. Wenn die Summe groß genug ist, sagt er ja.
Kannst du das schon?
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