Ein künstliches Neuron
Ein künstliches Neuron rechnet: Eingaben mal Gewichte, Summe bilden, mit einer Schwelle vergleichen.
Das lernst du heute
- Ich beschreibe Eingaben, Gewichte, Schwelle und Ausgabe.
- Ich berechne die Ausgabe eines Neurons.
- Ich erkläre, was beim Lernen verändert wird.
Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Neuronale Netze einfach erklärt
Neuronale Netze bestehen aus vielen kleinen Rechenbausteinen, den künstlichen Neuronen. Der Name kommt von Nervenzellen. Das künstliche Neuron ist aber nur ein sehr einfaches Modell und viel simpler als eine echte Zelle.
So rechnet ein Neuron. Es bekommt Eingaben, das sind Zahlen. Jede Eingabe hat ein Gewicht. Das Gewicht sagt, wie wichtig die Eingabe ist. Das Neuron rechnet jede Eingabe mal Gewicht und addiert alles. Dann vergleicht es die Summe mit einer Schwelle. Ist die Summe mindestens so groß wie die Schwelle, gibt es 1 aus. Sonst gibt es 0 aus.
Beispiel: Soll ich einen Regenschirm mitnehmen? Eingabe 1: Regen angesagt (Gewicht 3). Eingabe 2: Wolken (Gewicht 2). Eingabe 3: Wind (Gewicht 1). Schwelle: 4. Eine 1 bedeutet ja, eine 0 bedeutet nein.
Beim Lernen verändert das Netz die Gewichte, bis die Ausgaben zu den Beispielen passen.
| Eingabe | Wert | Gewicht | Wert · Gewicht |
|---|---|---|---|
| Regen angesagt | 1 | 3 | 3 |
| Wolken | 1 | 2 | 2 |
| Wind | 0 | 1 | 0 |
| Summe | 5 |
Die Ausgabe berechnen
- Eingaben: Regen 1, Wolken 1, Wind 0.
- Rechnung: 3 · 1 + 2 · 1 + 1 · 0 = 5.
- Vergleich: 5 ist mindestens so groß wie die Schwelle 4.
- Ausgabe: 1. Also Schirm mitnehmen.
Ich verstehe das noch nicht
Such dir aus, was dir hilft.
Noch einfacher erklärt
Eingaben mal Gewichte.
Alles addieren.
Summe mindestens Schwelle? Dann 1, sonst 0.
Ein Beispiel
Du entscheidest, ob du heute ins Schwimmbad gehst. Sonne ist dir sehr wichtig, Freunde wichtig, ein langer Weg ist unwichtig. Das ist wie Gewichte. Du zählst zusammen, und ab einer gewissen Menge sagst du Ja.
Schritt für Schritt
Wir rechnen ein zweites Beispiel
- Wir schreiben die Eingaben auf: Regen 0, Wolken 1, Wind 1.
- Wir rechnen: 3 · 0 + 2 · 1 + 1 · 1 = 3.
- Wir vergleichen mit der Schwelle 4: 3 ist kleiner als 4.
- Die Ausgabe ist 0.
Mit einem Bild erklärt
| Regen | Wolken | Wind | Summe | Ausgabe |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 0 | 5 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 3 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 4 | 1 |
Zur Grundlage zurück
- Neuronale Netze einfach erklärt – Du hast schon von neuronalen Netzen gehört.
Jetzt zusammen
Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.
Zeig mir den ersten Schritt
Was bewirkt ein großes Gewicht in der Summe?
Lösung ansehen
Lösung: Wie wichtig die Eingabe für das Neuron ist
Jetzt du
Jetzt probierst du es allein.
Eingaben: Regen 1, Wolken 1, Wind 1. Gewichte 3, 2, 1. Wie groß ist die Summe?
Zeig mir den ersten Schritt
3 · 1 + 2 · 1 + 1 · 1.
Lösung ansehen
Lösung: 6
3 + 2 + 1 = 6.
Tipp: Rechne zuerst jede Zeile Wert mal Gewicht. Addiere dann alles und vergleiche mit der Schwelle.
Merksatz: Künstliches Neuron: Summe aus Eingabe mal Gewicht. Ist die Summe mindestens so groß wie die Schwelle, ist die Ausgabe 1, sonst 0.
Typischer Fehler: Viele denken, ein künstliches Neuron denke wie eine Nervenzelle. Es ist nur eine kleine Rechnung mit Zahlen.
Mini-Quiz
5 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.
Frage 1 Eingaben: Regen 1, Wolken 0, Wind 1. Gewichte 3, 2, 1. Wie groß ist die Summe?
Zeig mir den ersten Schritt
Eine Eingabe mit 0 trägt nichts bei.
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Lösung: 4
3 · 1 + 2 · 0 + 1 · 1 = 3 + 0 + 1 = 4.
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Lösung: 1
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Lösung: Stimmt
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Lösung: Die Ausgabe ist 0.
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Lösung: Stimmt nicht
Geschafft
Ein Neuron multipliziert Eingaben mit Gewichten, addiert und vergleicht mit einer Schwelle. Beim Lernen ändern sich die Gewichte.
Kannst du das schon?
Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.
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