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Introducción a las
                                                Redes Neuronales y
                                                  sus Aplicaciones
Introducción a las Redes                          Alejandro Peña P.



Neuronales Artificiales
                                              Contenido

                                              Redes Neuronales e IA.

                                              Inspiración Biológica.

                                              Modelado Neuronal.
                                              Neurona Natural vs.
                                              Neurona Artificial
                                              Neurona Artificial
                                              Arquitecturas Neuronales.
                  Alejandro Peña P., PhD.     Métodos de Aprendizaje
                                              Implementación
                      pfjapena@gmail.com      Ventajas
                                              Áreas de Trabajo

                Patricio García Baéz, PhD.    Implementación y
                                              Aplicaciones
                            pgarcia@ull.es    Aplicaciones
                                              Desarrollo de Biochips

     Grupo de Investigación en Inteligencia   Futuro de las RNA

         Computacional y Robótica (GICR)      Bibliografía

        Escuela de Ingeniería de Antioquia
Introducción a las
Redes Neuronales en la Inteligencia Artificial                            Redes Neuronales y
                                                                            sus Aplicaciones
                                                                            Alejandro Peña P.


 Las Redes Neuronales aparecieron de la mano de la Inteligencia
 Artificial en sus inicios como:
        • Sistemas formales de reglas y manipulación simbólica.
                                                                        Contenido
        • Rama más conocida de la Inteligencia Artificial.
                                                                        Redes Neuronales e IA.
 Las Redes Neuronales aparecieron              en   la   Inteligencia
                                                                        Inspiración Biológica.
 Computacional (Softcomputing) como:
                                                                        Modelado Neuronal.
        • Sistemas Inspirados       en   las    redes    neuronales     Neurona Natural vs.
          biológicas.                                                   Neurona Artificial
                                                                        Neurona Artificial
                                                                        Arquitecturas Neuronales.
        • Métodos Inductivos: aprendizaje a partir de ejemplos.         Métodos de Aprendizaje
                                                                        Implementación
                                                                        Ventajas
                                                                        Áreas de Trabajo
  Ambas tratan de resolver problemas no algorítmicos a partir de la
                                                                        Implementación y
           experiencia almacenada como conocimiento.                    Aplicaciones
                                                                        Aplicaciones
                                                                        Desarrollo de Biochips

                                                                        Futuro de las RNA

                                                                        Bibliografía
Introducción a las
Inspiración Biológica                                              Redes Neuronales y
                                                                     sus Aplicaciones
                                                                     Alejandro Peña P.


        «Entender el cerebro y emular su comportamiento»


 El cerebro presenta las siguientes ventajas que son deseables
                                                                 Contenido
 para los sistemas computacionales:
                                                                 Redes Neuronales e IA.
 • Gran velocidad de procesamiento.
                                                                 Inspiración Biológica.
 • Tratamiento de grandes cantidad de información provenientes
                                                                 Modelado Neuronal.
   de los sentidos y de la memoria almacenada.                   Neurona Natural vs.
                                                                 Neurona Artificial
 • Se adapta a nuevos ambientes por aprendizaje.                 Neurona Artificial
                                                                 Arquitecturas Neuronales.
 • Es robusto y tolerante a fallas.                              Métodos de Aprendizaje
                                                                 Implementación
                                                                 Ventajas
 • Es compacto y consume poca energía.                           Áreas de Trabajo

 • Es altamente paralelo.                                        Implementación y
                                                                 Aplicaciones
 • Capacidad de aprendizaje.                                     Aplicaciones
                                                                 Desarrollo de Biochips

                                                                 Futuro de las RNA

                                                                 Bibliografía
Introducción a las
Inspiración Biológica                 Redes Neuronales y
                                        sus Aplicaciones
                                        Alejandro Peña P.



  La neurona biológica posee
  las siguientes características:
  • Árbol      dendrítico     de
     entradas.                      Contenido
  • Un Axón de salida.              Redes Neuronales e IA.
  • Sobre de 10^4 sinapsis.
                                    Inspiración Biológica.
  • Comunicación mediante
     potenciales de Acción          Modelado Neuronal.
                                    Neurona Natural vs.
     (PA).                          Neurona Artificial
  • Período refractario de 10       Neurona Artificial
                                    Arquitecturas Neuronales.
     ^(-3) segundos entre PA’s.     Métodos de Aprendizaje
                                    Implementación
                                    Ventajas
                                    Áreas de Trabajo

                                    Implementación y
                                    Aplicaciones
                                    Aplicaciones
                                    Desarrollo de Biochips

                                    Futuro de las RNA

                                    Bibliografía
Introducción a las
Inspiración Biológica                                             Redes Neuronales y
                                                                    sus Aplicaciones
                                                                    Alejandro Peña P.



  La transmisión de información entre neuronas se hace de las
  siguiente manera:
  • Impulso eléctrico viaja por el axón.
                                                                Contenido
  • Liberación de neurotransmisores.                            Redes Neuronales e IA.

  • Apertura/Cierre de canales iónicos.                         Inspiración Biológica.

  • Variación potencial en dendrita.                            Modelado Neuronal.
                                                                Neurona Natural vs.
  • Integración de entradas en el soma.                         Neurona Artificial
                                                                Neurona Artificial

  • Si se supera un umbral de disparo, se genera un PA.         Arquitecturas Neuronales.
                                                                Métodos de Aprendizaje
                                                                Implementación
                                                                Ventajas
                                                                Áreas de Trabajo

                                                                Implementación y
                                                                Aplicaciones
                                                                Aplicaciones
                                                                Desarrollo de Biochips

                                                                Futuro de las RNA

                                                                Bibliografía
Introducción a las
Inspiración Biológica                     Redes Neuronales y
                                            sus Aplicaciones
                                            Alejandro Peña P.



  Las redes neuronales en el cerebro
  se ubican:
  • Paquetes de 10^10 a 10^11
     neuronas.                          Contenido
  • 10^14 sinapsis.                     Redes Neuronales e IA.
  • Organización por capas.
                                        Inspiración Biológica.
  • Organización por niveles.
         • Sistema Nervioso Central.    Modelado Neuronal.
                                        Neurona Natural vs.
         • Circuitos entre regiones.    Neurona Artificial
         • Circuitos locales.           Neurona Artificial
                                        Arquitecturas Neuronales.
         • Neuronales.                  Métodos de Aprendizaje
                                        Implementación
         • Arboles dendríticos.         Ventajas
         • Microcircuitos neuronales.   Áreas de Trabajo

         • Sinapsis.                    Implementación y
         • Canales Iónicos.             Aplicaciones
                                        Aplicaciones
         • Moléculas.                   Desarrollo de Biochips

                                        Futuro de las RNA

                                        Bibliografía
Introducción a las
Inspiración Biológica                  Redes Neuronales y
                                         sus Aplicaciones
                                         Alejandro Peña P.



  Características Sistema Nervioso
  Central (SNC):
  • Inclinación a adquirir
                                     Contenido
    conocimiento desde la
    experiencia.                     Redes Neuronales e IA.


  • Conocimiento almacenado en       Inspiración Biológica.

    conexiones sinápticas.           Modelado Neuronal.
                                     Neurona Natural vs.
  • Gran plasticidad neuronal.       Neurona Artificial
                                     Neurona Artificial

  • Comportamiento altamente no-     Arquitecturas Neuronales.
                                     Métodos de Aprendizaje
    lineal.                          Implementación
                                     Ventajas
  • Alta tolerancia a fallos.        Áreas de Trabajo

                                     Implementación y
  • Apto para reconocimiento,        Aplicaciones
    percepción y control.            Aplicaciones
                                     Desarrollo de Biochips

                                     Futuro de las RNA

                                     Bibliografía
Introducción a las
Modelado Neuronal                                                   Redes Neuronales y
                                                                      sus Aplicaciones
                                                                      Alejandro Peña P.

  Una red neuronal artificial (RNA) es un sistema de
  procesamiento de información que tiene ciertas aptitudes en
  común con las redes neuronales biológicas:
  • El procesamiento de información ocurre en muchos
    elementos simples llamados neuronas.                          Contenido


  • Las señales son transferidas entre neuronas a través de       Redes Neuronales e IA.

    enlaces de conexión.                                          Inspiración Biológica.

  • Cada conexión tiene un peso asociado, el cual, típicamente,   Modelado Neuronal.
                                                                  Neurona Natural vs.
    multiplica a la señal trasmitida.                             Neurona Artificial
                                                                  Neurona Artificial
  • Cada neurona aplica una función de activación (usualmente     Arquitecturas Neuronales.
                                                                  Métodos de Aprendizaje
    no lineal) a su entrada de red (suma de entradas pesadas)     Implementación
    para determinar su salida.                                    Ventajas
                                                                  Áreas de Trabajo
                                             Laurene Fausett      Implementación y
                                                                  Aplicaciones
                                                                  Aplicaciones
                                                                  Desarrollo de Biochips

                                                                  Futuro de las RNA

                                                                  Bibliografía
Introducción a las
Modelado Neuronal                                                 Redes Neuronales y
                                                                    sus Aplicaciones
                                                                    Alejandro Peña P.

  El modelado neuronal, posee los siguientes enfoques:

  1. Computacional:
         • Modelos eficientes, potentes y simples.
         • Áreas de aprendizaje inductivo y reconocimiento de   Contenido
             patrones.
                                                                Redes Neuronales e IA.
  2. Cognitivo:
         • Interesado por capacidades cognitivas de los         Inspiración Biológica.

             modelos.                                           Modelado Neuronal.
         • Centrados en la representación del conocimiento.     Neurona Natural vs.
                                                                Neurona Artificial
  3. Biocognitivo:                                              Neurona Artificial
                                                                Arquitecturas Neuronales.
         • Premisa la plausibilidad biológica.                  Métodos de Aprendizaje
  4. Psicofisiológico:                                          Implementación
                                                                Ventajas
         • Mecanismos naturales de proceso cognitivos reales.   Áreas de Trabajo

                                                                Implementación y
                                                                Aplicaciones
                                                                Aplicaciones
                                                                Desarrollo de Biochips

                                                                Futuro de las RNA

                                                                Bibliografía
Introducción a las
Neurona Natural vs Neurona Artificial                              Redes Neuronales y
                                                                     sus Aplicaciones
                                                                     Alejandro Peña P.



  •   Neurona=Unidad de Procesamiento.
  •   Conexiones Sinápticas=Conexiones o Pesos.
  •   Efectividad Sináptica=Peso Sináptico.
  •   Exitatorio/Inhibitorio=Pesos(+ ó -).                       Contenido
  •   Efecto combinado de sinapsis = Función suma.               Redes Neuronales e IA.
  •   Activación->Radio disparo = Función activación ->salida.
                                                                 Inspiración Biológica.

                                                                 Modelado Neuronal.
                                                                 Neurona Natural vs.
                                                                 Neurona Artificial
                                                                 Neurona Artificial
                                                                 Arquitecturas Neuronales.
                                                                 Métodos de Aprendizaje
                                                                 Implementación
                                                                 Ventajas
                                                                 Áreas de Trabajo

                                                                 Implementación y
                                                                 Aplicaciones
                                                                 Aplicaciones
                                                                 Desarrollo de Biochips

                                                                 Futuro de las RNA

                                                                 Bibliografía
Introducción a las
Neurona Artificial     Redes Neuronales y
                         sus Aplicaciones
                         Alejandro Peña P.




                     Contenido

                     Redes Neuronales e IA.

                     Inspiración Biológica.

                     Modelado Neuronal.
                     Neurona Natural vs.
                     Neurona Artificial
                     Neurona Artificial
                     Arquitecturas Neuronales.
                     Métodos de Aprendizaje
                     Implementación
                     Ventajas
                     Áreas de Trabajo

                     Implementación y
                     Aplicaciones
                     Aplicaciones
                     Desarrollo de Biochips

                     Futuro de las RNA

                     Bibliografía
Introducción a las
Neurona Artificial                                                  Redes Neuronales y
                                                                      sus Aplicaciones
                                                                      Alejandro Peña P.

  Dependiendo del problema a resolver, la función de activación
  toma diferentes formas de la siguiente manera:


                  Esta función se utiliza cuando se requiere la
                                                                  Contenido
                  toma de decisiones en V ò F, o se quieren
                                                                  Redes Neuronales e IA.
                  procesar imágenes en B ò N.
                                                                  Inspiración Biológica.

                   Estas funciones permiten establecer valores    Modelado Neuronal.
                   de pertenencia entre un intervalo de V ò F o   Neurona Natural vs.
                                                                  Neurona Artificial
                   B ò N.                                         Neurona Artificial
                                                                  Arquitecturas Neuronales.
                                                                  Métodos de Aprendizaje
                                                                  Implementación
                    Las funciones gaussianas, permiten la         Ventajas
                    clasificación de patrones de acuerdo con      Áreas de Trabajo

                    características fundamentales de los          Implementación y
                    mismos.                                       Aplicaciones
                                                                  Aplicaciones
                                                                  Desarrollo de Biochips

                                                                  Futuro de las RNA

                                                                  Bibliografía
Introducción a las
Arquitecturas Neuronales                                       Redes Neuronales y
                                                                 sus Aplicaciones
                                                                 Alejandro Peña P.

 Las redes neuronales tienen las siguientes arquitecturas:

 • Según la cantidad de
   neuronas.
     1. Número de entradas                                   Contenido
     2. Número de Neuronas
                                                             Redes Neuronales e IA.
        Intermedias.
     3. Número de Neuronas                                   Inspiración Biológica.

        de Salida.                                           Modelado Neuronal.
 • Según conectividad:                                       Neurona Natural vs.
                                                             Neurona Artificial
    1. Feedforward                                           Neurona Artificial
                                                             Arquitecturas Neuronales.
    2. Redes recurrentes.                                    Métodos de Aprendizaje
    3. Estructuras Enrejadas.                                Implementación
                                                             Ventajas
                                                             Áreas de Trabajo

                                                             Implementación y
                                                             Aplicaciones
                                                             Aplicaciones
                                                             Desarrollo de Biochips

                                                             Futuro de las RNA

                                                             Bibliografía
Introducción a las
Métodos de Aprendizaje                                            Redes Neuronales y
                                                                    sus Aplicaciones
                                                                    Alejandro Peña P.

  • Aprendizaje:
    • Estimulación de las Redes Neuronales.
    • Cambios internos debido a la estimulación.
    • Nueva forma de responder a los cambios de la estructura
      interna.                                                  Contenido
  • Paradigmas de Aprendizaje.
                                                                Redes Neuronales e IA.
    • Aprendizaje Supervisado.
    • Aprendizaje por Reforzamiento.                            Inspiración Biológica.

    • Aprendizaje Auto-Organizado (No Supervisado).             Modelado Neuronal.
                                                                Neurona Natural vs.
    • Precalculado o prefijado.                                 Neurona Artificial
                                                                Neurona Artificial
                                                                Arquitecturas Neuronales.
                                                                Métodos de Aprendizaje
                                                                Implementación
                                                                Ventajas
                                                                Áreas de Trabajo

                                                                Implementación y
                                                                Aplicaciones
                                                                Aplicaciones
                                                                Desarrollo de Biochips

                                                                Futuro de las RNA

                                                                Bibliografía
Introducción a las
Implementación                                       Redes Neuronales y
                                                       sus Aplicaciones
                                                       Alejandro Peña P.

  Fases para el desarrollo de un modelo neuronal




                                                   Contenido

                                                   Redes Neuronales e IA.

                                                   Inspiración Biológica.

                                                   Modelado Neuronal.
                                                   Neurona Natural vs.
                                                   Neurona Artificial
                                                   Neurona Artificial
                                                   Arquitecturas Neuronales.
                                                   Métodos de Aprendizaje
                                                   Implementación
                                                   Ventajas
                                                   Áreas de Trabajo

                                                   Implementación y
                                                   Aplicaciones
                                                   Aplicaciones
                                                   Desarrollo de Biochips

                                                   Futuro de las RNA

                                                   Bibliografía
Introducción a las
Ventajas del Modelado Neuronal                                    Redes Neuronales y
                                                                    sus Aplicaciones
                                                                    Alejandro Peña P.

  Dentro de las ventajas que presentan el modelado neuronal
  frente a otro tipo de modelamiento tenemos:

• Generalización.              • Manejo de Información
• Estructura      altamente      Contextual.
  paralela.                    • Tolerancia a Fallos.           Contenido


• No Linealidad.               • Implementación VLSI.           Redes Neuronales e IA.

• Mapeo Entrada-Salida.        • Uniformidad en el Análisis y   Inspiración Biológica.

• Adaptabilidad.                 Diseño.
                                                                Modelado Neuronal.
• Respuesta Graduada.          • Estabilidad       en      el   Neurona Natural vs.
                                 Aprendizaje.                   Neurona Artificial
                                                                Neurona Artificial
                               • Analogía y Neurobiología.      Arquitecturas Neuronales.
                                                                Métodos de Aprendizaje
                                                                Implementación
                                                                Ventajas
                                                                Áreas de Trabajo

                                                                Implementación y
                                                                Aplicaciones
                                                                Aplicaciones
                                                                Desarrollo de Biochips

                                                                Futuro de las RNA

                                                                Bibliografía
Introducción a las
Áreas de Trabajo                                                     Redes Neuronales y
                                                                       sus Aplicaciones
                                                                       Alejandro Peña P.

   De acuerdo con lo anterior, las redes neuronales pueden
   solucionar problemas en diferentes áreas del conocimiento:
                       Procesamiento de Señales
                              Análisis de Datos                    Contenido

                      Reconocimiento de Patrones                   Redes Neuronales e IA.

                                                                   Inspiración Biológica.
                                  Control
                                                                   Modelado Neuronal.
                          Inteligencia Artificial                  Neurona Natural vs.
 Informática                                                       Neurona Artificial
                                                                   Neurona Artificial
                                  Desarrollo de aplicaciones con   Arquitecturas Neuronales.
               Aplicaciones       paralelismo implícito            Métodos de Aprendizaje
Sicología                                                          Implementación
                                                                   Ventajas
                                                                   Áreas de Trabajo
                                       Construcción de modelos
            Implementaciones                                       Implementación y
                                       neuronales.                 Aplicaciones
                                                                   Aplicaciones
                                                                   Desarrollo de Biochips

       Arquitectura y Teoría de         Validación de              Futuro de las RNA
         Redes Neuronales.              funcionamiento de
                                                                   Bibliografía
                                        arquitecturas neuronales
 Matemáticas            Física
Introducción a las
Aplicaciones                                                 Redes Neuronales y
                                                               sus Aplicaciones
                                                               Alejandro Peña P.

  Los modelos neuronales tienen la potencialidad para la
  solución de problemas en áreas como:
  • Asociación de Datos.
  • Clasificación de Patrones.
  • Pronóstico y Predicción.                               Contenido
  • Control de Procesos Industriales.
                                                           Redes Neuronales e IA.
  • Aproximación.
  • Optimización.                                          Inspiración Biológica.

                                                           Modelado Neuronal.
                                                           Neurona Natural vs.
  De manera general, las redes                             Neurona Artificial
  neuronales son aplicables en                             Neurona Artificial
                                                           Arquitecturas Neuronales.
  áreas de conocimiento en las                             Métodos de Aprendizaje
  cuales:                                                  Implementación
                                                           Ventajas
  • Es      difícil describir  el                          Áreas de Trabajo
     conocimiento     /forma  de                           Implementación y
     resolverlos.                                          Aplicaciones
                                                           Aplicaciones
  • Se dispone de una gran                                 Desarrollo de Biochips
     cantidad de datos.
                                                           Futuro de las RNA

                                                           Bibliografía
Introducción a las
Aplicaciones de las Redes Neuronales                              Redes Neuronales y
                                                                    sus Aplicaciones
                                                                    Alejandro Peña P.
  Neurosimuladores.
  Los neurosimuladores se pueden clasificar en:
  • Software: Estas aplicaciones son flexibles y económicas,
    debido a su facilidad de implementación.
  • Hardware: Estas aplicaciones resultan ser muy eficientes,
    debido a que el poder de su funcionamiento esta en los      Contenido

    pesos de sus conexiones.                                    Redes Neuronales e IA.

                                                                Inspiración Biológica.
  De acuerdo con su desarrollo, el neurosoftware posee:
                                                                Modelado Neuronal.
  • Programación directa.                                       Neurona Natural vs.
  • Librerías específicas de libre distribución.                Neurona Artificial
                                                                Neurona Artificial
  • Entornos de desarrollo amigables.                           Arquitecturas Neuronales.
                                                                Métodos de Aprendizaje
                                                                Implementación
   De acuerdo con lo anterior,                                  Ventajas
                                                                Áreas de Trabajo
   estas aplicaciones dan al
   usuario:                                                     Implementación y
                                                                Aplicaciones
   • Facilidad de uso.                                          Aplicaciones
   • Potencia.                                                  Desarrollo de Biochips

   • Eficiencia.                                                Futuro de las RNA
   • Extensibilidad.                                            Bibliografía
Introducción a las
Problemas de Asociación.           Redes Neuronales y
                                     sus Aplicaciones
                                     Alejandro Peña P.
 • NETalk     (Sejnowski    &
   Rosemberg)
    • Genera gonemas a
      partir de textos
      escritos.
                                 Contenido
    • Permite el
      reconocimiento lectura     Redes Neuronales e IA.

      de algunas                 Inspiración Biológica.
      palabras de un texto.
                                 Modelado Neuronal.
                                 Neurona Natural vs.
                                 Neurona Artificial
 • Tratamiento de imágenes.      Neurona Artificial
      • Reconocimiento      de   Arquitecturas Neuronales.
                                 Métodos de Aprendizaje
        placas de automoviles.   Implementación
      • Tratamiento del ruido    Ventajas
                                 Áreas de Trabajo
        en imágenes
      • Restitución.             Implementación y
                                 Aplicaciones
                                 Aplicaciones
                                 Desarrollo de Biochips
  • Compresión de imágenes.
                                 Futuro de las RNA

                                 Bibliografía
Introducción a las
Problemas de Clasificación de Patrones.     Redes Neuronales y
                                              sus Aplicaciones
                                              Alejandro Peña P.




  Conteo de Células
   • Clasificación de
     glóbulos blancos
                                          Contenido

                                          Redes Neuronales e IA.

                                          Inspiración Biológica.

 Inspección Visual                        Modelado Neuronal.
                                          Neurona Natural vs.
  • Procesos de producción                Neurona Artificial
    repetitivos    y  alta                Neurona Artificial
                                          Arquitecturas Neuronales.
    velocidad.                            Métodos de Aprendizaje
                                          Implementación
                                          Ventajas
                                          Áreas de Trabajo

                                          Implementación y
   Reconocimiento del Iris                Aplicaciones
                                          Aplicaciones
    • Para autenticación en               Desarrollo de Biochips
      seguridad.
                                          Futuro de las RNA

                                          Bibliografía
Introducción a las
Problemas de Pronóstico y Predicción..                        Redes Neuronales y
                                                                sus Aplicaciones
                                                                Alejandro Peña P.


  NeuralStocks.
   • Pronóstico de Acciones.
   • Pronóstico y Predicción Hidrológica para reservas en
     embalses y períodos de lluvias.
                                                            Contenido

                                                            Redes Neuronales e IA.

                                                            Inspiración Biológica.

                                                            Modelado Neuronal.
                                                            Neurona Natural vs.
                                                            Neurona Artificial
                                                            Neurona Artificial
                                                            Arquitecturas Neuronales.
                                                            Métodos de Aprendizaje
                                                            Implementación
                                                            Ventajas
                                                            Áreas de Trabajo

                                                            Implementación y
                                                            Aplicaciones
                                                            Aplicaciones
                                                            Desarrollo de Biochips

                                                            Futuro de las RNA

                                                            Bibliografía
Introducción a las
Problemas de Robótica.                              Redes Neuronales y
                                                      sus Aplicaciones
                                                      Alejandro Peña P.
  • Manipulación de piezas a alta velocidad.
  • Cinemática Inversa y Análisis de Esfuerzos.
  • Navegación automática en espacios cerrados.
  • Planeación de trayectorias.
                                                  Contenido

                                                  Redes Neuronales e IA.

                                                  Inspiración Biológica.

                                                  Modelado Neuronal.
                                                  Neurona Natural vs.
                                                  Neurona Artificial
                                                  Neurona Artificial
                                                  Arquitecturas Neuronales.
                                                  Métodos de Aprendizaje
                                                  Implementación
                                                  Ventajas
                                                  Áreas de Trabajo

                                                  Implementación y
                                                  Aplicaciones
                                                  Aplicaciones
                                                  Desarrollo de Biochips

                                                  Futuro de las RNA

                                                  Bibliografía
Introducción a las
Problemas de Interpolación y Optimización                 Redes Neuronales y
                                                            sus Aplicaciones
                                                            Alejandro Peña P.


  • Aproximación de funciones.



                                                        Contenido

                                                        Redes Neuronales e IA.

                                                        Inspiración Biológica.

                                                        Modelado Neuronal.
                                                        Neurona Natural vs.
                                                        Neurona Artificial
  • Problemas de Optimización de Rutas en Sistemas de   Neurona Artificial
    Información Geográfica (SIG).                       Arquitecturas Neuronales.
                                                        Métodos de Aprendizaje
                                                        Implementación
                                                        Ventajas
                                                        Áreas de Trabajo

                                                        Implementación y
                                                        Aplicaciones
                                                        Aplicaciones
                                                        Desarrollo de Biochips

                                                        Futuro de las RNA

                                                        Bibliografía
Introducción a las
Problemas en Astrofísica/Astronomía                               Redes Neuronales y
                                                                    sus Aplicaciones
                                                                    Alejandro Peña P.


  • Identificación y caracterización de Objetos como Galaxias
    y Fuentes de Rayos Gama.
  • Eliminación de ruido en imágenes satelitales.
  • Búsqueda de cúmulos de galaxias.
  • Análisis de datos recogidos por instrumentos de nueva       Contenido

    generación como:                                            Redes Neuronales e IA.

        • Telescopios de neutrinos.                             Inspiración Biológica.
        • Telescopios de rayos gamma.
                                                                Modelado Neuronal.
        • Interferómetros de ondas gravitacionales.             Neurona Natural vs.
                                                                Neurona Artificial
                                                                Neurona Artificial
                                                                Arquitecturas Neuronales.
                                                                Métodos de Aprendizaje
                                                                Implementación
                                                                Ventajas
                                                                Áreas de Trabajo

                                                                Implementación y
                                                                Aplicaciones
                                                                Aplicaciones
                                                                Desarrollo de Biochips

                                                                Futuro de las RNA

                                                                Bibliografía
Introducción a las
Desarrollo de Biochips.                                            Redes Neuronales y
                                                                     sus Aplicaciones
                                                                     Alejandro Peña P.


  • Circuito electrónico híbrido entre estructuras naturales y
    artificiales.
  • Se conoce en el mundo científico como NeuroChip o
    microcircuito neuronal.
  • Se utilizaron neuronas de caracol y chips de silicio.        Contenido

  • Se logró establecer conexiones artificiales entre dichos     Redes Neuronales e IA.
    elementos.                                                   Inspiración Biológica.
  • Colocaron diminutos generadores entre las neuronas para
                                                                 Modelado Neuronal.
    crear cambios de voltaje para accionar un interruptor.       Neurona Natural vs.
  • Se abre el camino a la neurocomputación.                     Neurona Artificial
                                                                 Neurona Artificial
                                                                 Arquitecturas Neuronales.
                                                                 Métodos de Aprendizaje
                                                                 Implementación
                                                                 Ventajas
                                                                 Áreas de Trabajo

                                                                 Implementación y
                                                                 Aplicaciones
                                                                 Aplicaciones
                                                                 Desarrollo de Biochips

                                                                 Futuro de las RNA

                                                                 Bibliografía
Introducción a las
Futuro de las Redes Neuronales Artificiales.                       Redes Neuronales y
                                                                     sus Aplicaciones
                                                                     Alejandro Peña P.


  El futuro de la redes neuronales esta enmarcado en dos
  grandes líneas de investigación:
  • Identificación de características de los organismos vivos.
         • Evolución, Computación Colectiva, Manejo del
             Conocimiento.                                       Contenido

         • Computación Neuronal, Neurocomputación, Natural       Redes Neuronales e IA.
             Computing (SoftComputing).                          Inspiración Biológica.

                                                                 Modelado Neuronal.
  • Solución de la Escalabilidad del Aprendizaje.                Neurona Natural vs.
        • Cómo determinar parámetros erróneos en el              Neurona Artificial
                                                                 Neurona Artificial
           aprendizaje?                                          Arquitecturas Neuronales.
        • Cómo aumentar la complejidad de los modelos            Métodos de Aprendizaje
                                                                 Implementación
           neuronales con plataformas computacionales            Ventajas
                                                                 Áreas de Trabajo
           existentes?
        • Incorporación de conceptos fundamentales en el         Implementación y
                                                                 Aplicaciones
           funcionamiento del cerebro.                           Aplicaciones
                                                                 Desarrollo de Biochips

                                                                 Futuro de las RNA

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Introducción a las
                   Redes Neuronales y
                     sus Aplicaciones
                     Alejandro Peña P.




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Introducción a las Redes Neuronales Artificiales

  • 1. Introducción a las Redes Neuronales y sus Aplicaciones Introducción a las Redes Alejandro Peña P. Neuronales Artificiales Contenido Redes Neuronales e IA. Inspiración Biológica. Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. Neurona Artificial Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. Alejandro Peña P., PhD. Métodos de Aprendizaje Implementación pfjapena@gmail.com Ventajas Áreas de Trabajo Patricio García Baéz, PhD. Implementación y Aplicaciones pgarcia@ull.es Aplicaciones Desarrollo de Biochips Grupo de Investigación en Inteligencia Futuro de las RNA Computacional y Robótica (GICR) Bibliografía Escuela de Ingeniería de Antioquia
  • 2. Introducción a las Redes Neuronales en la Inteligencia Artificial Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. Las Redes Neuronales aparecieron de la mano de la Inteligencia Artificial en sus inicios como: • Sistemas formales de reglas y manipulación simbólica. Contenido • Rama más conocida de la Inteligencia Artificial. Redes Neuronales e IA. Las Redes Neuronales aparecieron en la Inteligencia Inspiración Biológica. Computacional (Softcomputing) como: Modelado Neuronal. • Sistemas Inspirados en las redes neuronales Neurona Natural vs. biológicas. Neurona Artificial Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. • Métodos Inductivos: aprendizaje a partir de ejemplos. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Ambas tratan de resolver problemas no algorítmicos a partir de la Implementación y experiencia almacenada como conocimiento. Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 3. Introducción a las Inspiración Biológica Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. «Entender el cerebro y emular su comportamiento» El cerebro presenta las siguientes ventajas que son deseables Contenido para los sistemas computacionales: Redes Neuronales e IA. • Gran velocidad de procesamiento. Inspiración Biológica. • Tratamiento de grandes cantidad de información provenientes Modelado Neuronal. de los sentidos y de la memoria almacenada. Neurona Natural vs. Neurona Artificial • Se adapta a nuevos ambientes por aprendizaje. Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. • Es robusto y tolerante a fallas. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas • Es compacto y consume poca energía. Áreas de Trabajo • Es altamente paralelo. Implementación y Aplicaciones • Capacidad de aprendizaje. Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 4. Introducción a las Inspiración Biológica Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. La neurona biológica posee las siguientes características: • Árbol dendrítico de entradas. Contenido • Un Axón de salida. Redes Neuronales e IA. • Sobre de 10^4 sinapsis. Inspiración Biológica. • Comunicación mediante potenciales de Acción Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. (PA). Neurona Artificial • Período refractario de 10 Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. ^(-3) segundos entre PA’s. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 5. Introducción a las Inspiración Biológica Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. La transmisión de información entre neuronas se hace de las siguiente manera: • Impulso eléctrico viaja por el axón. Contenido • Liberación de neurotransmisores. Redes Neuronales e IA. • Apertura/Cierre de canales iónicos. Inspiración Biológica. • Variación potencial en dendrita. Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. • Integración de entradas en el soma. Neurona Artificial Neurona Artificial • Si se supera un umbral de disparo, se genera un PA. Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 6. Introducción a las Inspiración Biológica Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. Las redes neuronales en el cerebro se ubican: • Paquetes de 10^10 a 10^11 neuronas. Contenido • 10^14 sinapsis. Redes Neuronales e IA. • Organización por capas. Inspiración Biológica. • Organización por niveles. • Sistema Nervioso Central. Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. • Circuitos entre regiones. Neurona Artificial • Circuitos locales. Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. • Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación • Arboles dendríticos. Ventajas • Microcircuitos neuronales. Áreas de Trabajo • Sinapsis. Implementación y • Canales Iónicos. Aplicaciones Aplicaciones • Moléculas. Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 7. Introducción a las Inspiración Biológica Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. Características Sistema Nervioso Central (SNC): • Inclinación a adquirir Contenido conocimiento desde la experiencia. Redes Neuronales e IA. • Conocimiento almacenado en Inspiración Biológica. conexiones sinápticas. Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. • Gran plasticidad neuronal. Neurona Artificial Neurona Artificial • Comportamiento altamente no- Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje lineal. Implementación Ventajas • Alta tolerancia a fallos. Áreas de Trabajo Implementación y • Apto para reconocimiento, Aplicaciones percepción y control. Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 8. Introducción a las Modelado Neuronal Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. Una red neuronal artificial (RNA) es un sistema de procesamiento de información que tiene ciertas aptitudes en común con las redes neuronales biológicas: • El procesamiento de información ocurre en muchos elementos simples llamados neuronas. Contenido • Las señales son transferidas entre neuronas a través de Redes Neuronales e IA. enlaces de conexión. Inspiración Biológica. • Cada conexión tiene un peso asociado, el cual, típicamente, Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. multiplica a la señal trasmitida. Neurona Artificial Neurona Artificial • Cada neurona aplica una función de activación (usualmente Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje no lineal) a su entrada de red (suma de entradas pesadas) Implementación para determinar su salida. Ventajas Áreas de Trabajo Laurene Fausett Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 9. Introducción a las Modelado Neuronal Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. El modelado neuronal, posee los siguientes enfoques: 1. Computacional: • Modelos eficientes, potentes y simples. • Áreas de aprendizaje inductivo y reconocimiento de Contenido patrones. Redes Neuronales e IA. 2. Cognitivo: • Interesado por capacidades cognitivas de los Inspiración Biológica. modelos. Modelado Neuronal. • Centrados en la representación del conocimiento. Neurona Natural vs. Neurona Artificial 3. Biocognitivo: Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. • Premisa la plausibilidad biológica. Métodos de Aprendizaje 4. Psicofisiológico: Implementación Ventajas • Mecanismos naturales de proceso cognitivos reales. Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 10. Introducción a las Neurona Natural vs Neurona Artificial Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. • Neurona=Unidad de Procesamiento. • Conexiones Sinápticas=Conexiones o Pesos. • Efectividad Sináptica=Peso Sináptico. • Exitatorio/Inhibitorio=Pesos(+ ó -). Contenido • Efecto combinado de sinapsis = Función suma. Redes Neuronales e IA. • Activación->Radio disparo = Función activación ->salida. Inspiración Biológica. Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. Neurona Artificial Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 11. Introducción a las Neurona Artificial Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. Contenido Redes Neuronales e IA. Inspiración Biológica. Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. Neurona Artificial Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 12. Introducción a las Neurona Artificial Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. Dependiendo del problema a resolver, la función de activación toma diferentes formas de la siguiente manera: Esta función se utiliza cuando se requiere la Contenido toma de decisiones en V ò F, o se quieren Redes Neuronales e IA. procesar imágenes en B ò N. Inspiración Biológica. Estas funciones permiten establecer valores Modelado Neuronal. de pertenencia entre un intervalo de V ò F o Neurona Natural vs. Neurona Artificial B ò N. Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación Las funciones gaussianas, permiten la Ventajas clasificación de patrones de acuerdo con Áreas de Trabajo características fundamentales de los Implementación y mismos. Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 13. Introducción a las Arquitecturas Neuronales Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. Las redes neuronales tienen las siguientes arquitecturas: • Según la cantidad de neuronas. 1. Número de entradas Contenido 2. Número de Neuronas Redes Neuronales e IA. Intermedias. 3. Número de Neuronas Inspiración Biológica. de Salida. Modelado Neuronal. • Según conectividad: Neurona Natural vs. Neurona Artificial 1. Feedforward Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. 2. Redes recurrentes. Métodos de Aprendizaje 3. Estructuras Enrejadas. Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 14. Introducción a las Métodos de Aprendizaje Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. • Aprendizaje: • Estimulación de las Redes Neuronales. • Cambios internos debido a la estimulación. • Nueva forma de responder a los cambios de la estructura interna. Contenido • Paradigmas de Aprendizaje. Redes Neuronales e IA. • Aprendizaje Supervisado. • Aprendizaje por Reforzamiento. Inspiración Biológica. • Aprendizaje Auto-Organizado (No Supervisado). Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. • Precalculado o prefijado. Neurona Artificial Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 15. Introducción a las Implementación Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. Fases para el desarrollo de un modelo neuronal Contenido Redes Neuronales e IA. Inspiración Biológica. Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. Neurona Artificial Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 16. Introducción a las Ventajas del Modelado Neuronal Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. Dentro de las ventajas que presentan el modelado neuronal frente a otro tipo de modelamiento tenemos: • Generalización. • Manejo de Información • Estructura altamente Contextual. paralela. • Tolerancia a Fallos. Contenido • No Linealidad. • Implementación VLSI. Redes Neuronales e IA. • Mapeo Entrada-Salida. • Uniformidad en el Análisis y Inspiración Biológica. • Adaptabilidad. Diseño. Modelado Neuronal. • Respuesta Graduada. • Estabilidad en el Neurona Natural vs. Aprendizaje. Neurona Artificial Neurona Artificial • Analogía y Neurobiología. Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 17. Introducción a las Áreas de Trabajo Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. De acuerdo con lo anterior, las redes neuronales pueden solucionar problemas en diferentes áreas del conocimiento: Procesamiento de Señales Análisis de Datos Contenido Reconocimiento de Patrones Redes Neuronales e IA. Inspiración Biológica. Control Modelado Neuronal. Inteligencia Artificial Neurona Natural vs. Informática Neurona Artificial Neurona Artificial Desarrollo de aplicaciones con Arquitecturas Neuronales. Aplicaciones paralelismo implícito Métodos de Aprendizaje Sicología Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Construcción de modelos Implementaciones Implementación y neuronales. Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Arquitectura y Teoría de Validación de Futuro de las RNA Redes Neuronales. funcionamiento de Bibliografía arquitecturas neuronales Matemáticas Física
  • 18. Introducción a las Aplicaciones Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. Los modelos neuronales tienen la potencialidad para la solución de problemas en áreas como: • Asociación de Datos. • Clasificación de Patrones. • Pronóstico y Predicción. Contenido • Control de Procesos Industriales. Redes Neuronales e IA. • Aproximación. • Optimización. Inspiración Biológica. Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. De manera general, las redes Neurona Artificial neuronales son aplicables en Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. áreas de conocimiento en las Métodos de Aprendizaje cuales: Implementación Ventajas • Es difícil describir el Áreas de Trabajo conocimiento /forma de Implementación y resolverlos. Aplicaciones Aplicaciones • Se dispone de una gran Desarrollo de Biochips cantidad de datos. Futuro de las RNA Bibliografía
  • 19. Introducción a las Aplicaciones de las Redes Neuronales Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. Neurosimuladores. Los neurosimuladores se pueden clasificar en: • Software: Estas aplicaciones son flexibles y económicas, debido a su facilidad de implementación. • Hardware: Estas aplicaciones resultan ser muy eficientes, debido a que el poder de su funcionamiento esta en los Contenido pesos de sus conexiones. Redes Neuronales e IA. Inspiración Biológica. De acuerdo con su desarrollo, el neurosoftware posee: Modelado Neuronal. • Programación directa. Neurona Natural vs. • Librerías específicas de libre distribución. Neurona Artificial Neurona Artificial • Entornos de desarrollo amigables. Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación De acuerdo con lo anterior, Ventajas Áreas de Trabajo estas aplicaciones dan al usuario: Implementación y Aplicaciones • Facilidad de uso. Aplicaciones • Potencia. Desarrollo de Biochips • Eficiencia. Futuro de las RNA • Extensibilidad. Bibliografía
  • 20. Introducción a las Problemas de Asociación. Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. • NETalk (Sejnowski & Rosemberg) • Genera gonemas a partir de textos escritos. Contenido • Permite el reconocimiento lectura Redes Neuronales e IA. de algunas Inspiración Biológica. palabras de un texto. Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. Neurona Artificial • Tratamiento de imágenes. Neurona Artificial • Reconocimiento de Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje placas de automoviles. Implementación • Tratamiento del ruido Ventajas Áreas de Trabajo en imágenes • Restitución. Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips • Compresión de imágenes. Futuro de las RNA Bibliografía
  • 21. Introducción a las Problemas de Clasificación de Patrones. Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. Conteo de Células • Clasificación de glóbulos blancos Contenido Redes Neuronales e IA. Inspiración Biológica. Inspección Visual Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. • Procesos de producción Neurona Artificial repetitivos y alta Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. velocidad. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Reconocimiento del Iris Aplicaciones Aplicaciones • Para autenticación en Desarrollo de Biochips seguridad. Futuro de las RNA Bibliografía
  • 22. Introducción a las Problemas de Pronóstico y Predicción.. Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. NeuralStocks. • Pronóstico de Acciones. • Pronóstico y Predicción Hidrológica para reservas en embalses y períodos de lluvias. Contenido Redes Neuronales e IA. Inspiración Biológica. Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. Neurona Artificial Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 23. Introducción a las Problemas de Robótica. Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. • Manipulación de piezas a alta velocidad. • Cinemática Inversa y Análisis de Esfuerzos. • Navegación automática en espacios cerrados. • Planeación de trayectorias. Contenido Redes Neuronales e IA. Inspiración Biológica. Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. Neurona Artificial Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 24. Introducción a las Problemas de Interpolación y Optimización Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. • Aproximación de funciones. Contenido Redes Neuronales e IA. Inspiración Biológica. Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. Neurona Artificial • Problemas de Optimización de Rutas en Sistemas de Neurona Artificial Información Geográfica (SIG). Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 25. Introducción a las Problemas en Astrofísica/Astronomía Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. • Identificación y caracterización de Objetos como Galaxias y Fuentes de Rayos Gama. • Eliminación de ruido en imágenes satelitales. • Búsqueda de cúmulos de galaxias. • Análisis de datos recogidos por instrumentos de nueva Contenido generación como: Redes Neuronales e IA. • Telescopios de neutrinos. Inspiración Biológica. • Telescopios de rayos gamma. Modelado Neuronal. • Interferómetros de ondas gravitacionales. Neurona Natural vs. Neurona Artificial Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 26. Introducción a las Desarrollo de Biochips. Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. • Circuito electrónico híbrido entre estructuras naturales y artificiales. • Se conoce en el mundo científico como NeuroChip o microcircuito neuronal. • Se utilizaron neuronas de caracol y chips de silicio. Contenido • Se logró establecer conexiones artificiales entre dichos Redes Neuronales e IA. elementos. Inspiración Biológica. • Colocaron diminutos generadores entre las neuronas para Modelado Neuronal. crear cambios de voltaje para accionar un interruptor. Neurona Natural vs. • Se abre el camino a la neurocomputación. Neurona Artificial Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 27. Introducción a las Futuro de las Redes Neuronales Artificiales. Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. El futuro de la redes neuronales esta enmarcado en dos grandes líneas de investigación: • Identificación de características de los organismos vivos. • Evolución, Computación Colectiva, Manejo del Conocimiento. Contenido • Computación Neuronal, Neurocomputación, Natural Redes Neuronales e IA. Computing (SoftComputing). Inspiración Biológica. Modelado Neuronal. • Solución de la Escalabilidad del Aprendizaje. Neurona Natural vs. • Cómo determinar parámetros erróneos en el Neurona Artificial Neurona Artificial aprendizaje? Arquitecturas Neuronales. • Cómo aumentar la complejidad de los modelos Métodos de Aprendizaje Implementación neuronales con plataformas computacionales Ventajas Áreas de Trabajo existentes? • Incorporación de conceptos fundamentales en el Implementación y Aplicaciones funcionamiento del cerebro. Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 28. Introducción a las Bibliografía Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. ISAZI, P. Redes de Neuronas Artificiales. Ed. Prentice Hall Latinoamérica, Primera Edición, México, 2.002 HILERA GONZÁLEZ, José Ramón; MARTÍNEZ, Víctor José. Redes neuronales artificiales: fundamentos, modelos y Contenido aplicaciones. España: Rama, 1995. 390 p. Redes Neuronales e IA. Inspiración Biológica. García, B. Patricio, Introducción a las Redes Neuronales y su Aplicación a la Investigación en Astrofísica Universidad de Gran Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. Canarias, España, 2009 Neurona Artificial Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía
  • 29. Introducción a las Redes Neuronales y sus Aplicaciones Alejandro Peña P. Contenido Redes Neuronales e IA. Inspiración Biológica. Muchas Gracias Modelado Neuronal. Neurona Natural vs. Neurona Artificial Neurona Artificial Arquitecturas Neuronales. Métodos de Aprendizaje Implementación Ventajas Áreas de Trabajo Implementación y Aplicaciones Ventajas del modelado neuronal Aplicaciones Desarrollo de Biochips Futuro de las RNA Bibliografía