Neuronale Netze - D. Kriesel

onales Netz ähnliche Probleme derselben Klasse, die nicht explizit trainiert wurden,
plausiblen Lösungen zuführen. Daraus resultiert dann wieder eine große Fehlertoleranz
gegenüber verrauschten Eingabedaten.
Fehlertoleranz steht wieder in enger Beziehung zu biologischen Neuronalen Netzen, bei
denen diese Eigenschaft sehr ausgeprägt ist: Wie schon bemerkt, hat ein Mensch ca.
10 11 Neurone, die sich aber kontinuierlich umstrukturieren oder durch Einflüsse von außen
umstrukturiert werden (bei einem Vollrausch verliert ein Mensch ca. 10 5 Neurone,
auch bestimmte Arten Nahrungsmittel oder Umwelteinflüsse zerstören Gehirnzellen) –
trotzdem wird unsere Kognitionsfähigkeit nicht wesentlich beeinträchtigt. Das Gehirn
ist also tolerant gegenüber inneren Fehlern – und auch gegenüber Fehlern von außen,
denn so manche „Sauklaue“ können wir immer noch lesen, obwohl einzelne Buchstaben
vielleicht gar nicht wirklich auszumachen sind.
Unsere moderne Technologie hingegen ist noch nicht automatisch fehlertolerant – mir
ist noch kein Computer bekannt, in dem jemand vergessen hat, den Festplattencontroller
einzubauen, weshalb die Grafikkarte automatisch dessen Job übernimmt, Leiterbahnen
ausbaut und Kommunikation entwickelt, so dass der fehlende Baustein das
Gesamtsystem nur wenig beeinträchtigt, aber auf keinen Fall völlig lahmlegt.
Nachteil dieser verteilten, fehlertoleranten Speicherung ist natürlich, dass wir einem
Neuronalen Netz nicht ohne weiteres ansehen können, was es weiß, kann oder wo seine
Fehler liegen – Analysen dieser Art sind bei herkömmlichen Algorithmen in der Regel
wesentlich leichter. Auch bekommen wir das Wissen in unser Neuronales Netz meistens
nur durch einen Lernvorgang, bei dem verschiedene Fehler passieren können und der
nicht immer einfach zu handhaben ist.
Fehlertoleranz von Daten ist bei der aktuellen Technologie schon wesentlich ausgereifter:
Vergleichen wir eine Schallplatte mit einer CD. Ist auf der Schallplatte ein Kratzer,
so ist die Toninformation an der Stelle des Kratzers für einen winzigen Moment komplett
verloren (man hört ein Knacken), danach geht die Musik weiter. Bei einer CD
sind die Audiodaten verteilt gespeichert: Ein Kratzer sorgt für einen unschärferen Ton
in seiner näheren Umgebung, der Datenstrom an sich bleibt aber weitestgehend unbeeinträchtigt
– mit der Folge, dass der Hörer ihn nicht bemerkt.
Wir halten also die herausragenden Merkmale fest, die wir aus der Biologie zu adaptieren
versuchen:
⊲ Selbstorganisation bzw. Lernfähigkeit,
⊲ Generalisierungsfähigkeit und
⊲ Fehlertoleranz.