최근 인공지능의 다양한 활용은 기계학습의 딥 인공신경망 구조를 통해 가능해졌으며 인간과 같은 능력을 보여주고 있다. 불행하게도 딥 구조의 인공신경망은 아직 정확한 해석이 이루어지고 있지 못하고 있다. 이러한 부분은 인공지능에 대한 불안감과 거부감으로 작용하고 있다. 우리는 이러한 문제 중에서 인공신경망의 능력 부분을 해결한다. 인공신경망 구조의 크기를 계산하고, 그 인공신경망이 처리할 수 있는 데이터의 크기를 계산해 본다. 계산의 방법은 수학에서 쓰이는 군의 방법을 사용하여 데이터와 인공신경망의 크기를 군의 구조와 크기를 알 수 있는 Order를 이용하여 계산한다. 이를 통하여 인공신경망의 능력을 알 수 있으며, 인공지능에 대한 불안감을 해소할 수 있다. 수치적 실험을 통하여 데이터의 크기와 딥 인공신경망을 계산하고 이를 검증한다.
This paper considers the problem of patterns recognition using the artificial neural network systems. The artificial neural network systems provide an effective tool for classifying patterns and/or characters by learning them in a certain repeated hashion. The mechanism of the learning process and the structure of neural network systems used are main concerns in the accurate and fast classification of the patterns which are slightly different each other. The neural network system employed in this study has three layers structure which is composed of input, intermidiate, and output layers. Our main concern is to develope an effective learning mechanism how to learn the patterns fastly and accurately. The experimental study performed shows that there exists an effective learning method to get higher recognition ratio in classifying the several different patterns by artificial neural network system constructed.
A bushing component of a vehicle suspension system is tested to capture the nonlinear behavior of rubber bushing element using the MTS 3-axes rubber test machine. The results of the tests are used to model the artificial neural network bushing model. The performances from the neural network model usually are dependent on the structure of the neural network. In this paper, maximum error, peak error, root mean square error, and error-to-signal ratio are employed to evaluate the performances of the neural network bushing model. A simple simulation is carried out to show the usefulness of the developed procedure.
A control structure is introduced for the purpose of rejecting periodic (or repetitive) disturbances on a tracking system. The objective of the proposed structure is to drive the output of the system to the reference input that will result in perfect following without any changing the inner configuration of the system. The structure includes an adaptation block which learns the dynamics of the periodic disturbance and forces the interferences, caused by disturbances, on the output of the system to be reduced. Since the control structure acquires the dynamics of the disturbance by on-line adaptation, it is possible to generate control signals that reject any slowly varying time-periodic disturbance provided that its amplitude is bounded. The artificial neural network is adopted as the adaptation block. The adaptation is done at an on-line process. For this , the real-time recurrent learning (RTRL) algoritnm is applied to the training of the artificial neural network.
In this study, an artificial neural network(ANN) was constructed to establish the relationship between process condition prameters and the qualities of the injection-molded product in the injection molding process. Six process parmeters were set as input parameter for ANN: melt temperature, mold temperature, injection speed, packing pressure, packing time, and cooling time. As output parameters, the mass, nominal diameter, and height of the injection-molded product were set. Two learning structures were applied to the ANN. The single-task learning, in which all output parameters are learned in correlation with each other, and the multi-task learning structure in which each output parameters is individually learned according to the characteristics, were constructed. As a result of constructing an artificial neural network with two learning structures and evaluating the prediction performance, it was confirmed that the predicted value of the ANN to which the multi-task learning structure was applied had a low RMSE compared with the single-task learning structure. In addition, when comparing the quality specifications of injection molded products with the prediction values of the ANN, it was confirmed that the ANN of the multi-task learning structure satisfies the quality specifications for all of the mass, diameter, and height.
The principal context of this research is the approach to an artificial neural network algorithm which solves multivariable nonlinear equation systems by estimating the state of line power flow. First a dynamical neural network with feedback is used to find the minimum value of the objective function at each iteration of the state estimator algorithm. In second step a two-layer neural network structures is derived to implement all of the different matrix-vector products that arise in neural network state estimator analysis. For hardware requirements, as they relate to the total number of internal connections, the architecture developed here preserves in its structure the pronounced sparsity of power networks for which state the estimator analysis is to be carried out. A principal feature of the architecture is that the computing time overheads in solution are independent of the dimensions or structure of the equation system. It is here where the ultrahigh-speed of massively parallel computing in neural networks can offer major practical benefit.
This study develops a two stage procedure to identify the structural damage based on the optimized artificial neural networks. Initially, the modal strain energy index (MSEI) is established to extract the damaged elements and to reduce the computational time. Then the genetic algorithm (GA) and artificial neural networks (ANNs) are combined to detect the damage severity. The input of the network is modal strain energy index and the output is the flexural stiffness of the beam elements. The principal component analysis (PCA) is utilized to reduce the input variants of the neural network. By using the genetic algorithm to optimize the parameters, the ANNs can significantly improve the accuracy and convergence of the damage identification. The influence of noise on damage identification results is also studied. The simulation and experiment on beam structures shows that the adaptive parameter selection neural network can identify the damage location and severity of beam structures with high accuracy.
Interest in fruit and vegetables has increased due to changes in consumer consumption patterns, socioeconomic status, and family structure. This study determined the factors influencing the demand for fruit and vegetables (strawberries, paprika, tomatoes and cherry tomatoes) using a panel of Rural Development Administration household-level purchases from 2010 to 2018 and compared the ability to the prediction performance. An artificial neural network model was constructed, linking household characteristics with final food expenditure. Comparing the analysis results of the artificial neural network with the results of the panel model showed that the artificial neural network accurately predicted the pattern of the consumer panel data rather than the fixed effect model. In addition, the prediction for strawberries was found to be heavily affected by the number of families, retail places and income, while the prediction for paprika was largely affected by income, age and retail conditions. In the case of the prediction for tomatoes, they were greatly affected by age, income and place of purchase, and the prediction for cherry tomatoes was found to be affected by age, number of families and retail conditions. Therefore, a more accurate analysis of the consumer consumption pattern was possible through the artificial neural network model, which could be used as basic data for decision making.
In this paper, a design method based on evolutionary programming for feedforward neural networks which have a single hidden layer is presented. By using an evolutionary programming, the network parameters such as the network structure, weight, slope of sigmoid functions and bias of nodes can be acquired simultaneously. To check the effectiveness of the suggested method, two numerical examples are examined. The performance of the identified network is demonstrated.
본 논문에서는 최적화 알고리즘으로 개발된 WFSO(Water Flowing and Shaking Optimization) 알고리즘을 사용한 인공신경망 과합성공 신경망의 학습 방법을 제안한다. 최적화 알고리즘은 다수의 후보 해를 기반으로 탐색해 나가기 때문에 일반적으로 속도가 느린 단점이 있으나 지역 최소값에 거의 빠지지 않고 병렬화가 용이하며 미분 불가능한 활성화함수를 갖는 인공신경망 학습도 가능하고 구조와 가중치를 동시에 최적화 할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 WFSO 알고리즘을 인공신경망 학습에 적용하는 방법을 설명하고 다층 인공신경망과 합성곱 신경망에서 오류역전파 알고리즘과 성능을 비교한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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