Neuronale Netze

Kapitel 1Einleitung, Motivation und GeschichteWie kann man dem Computer etwas beibringen? Entweder, indem man einstarres Programm schreibt – oder, indem man ihm das Lernen ermöglicht.Lebende Wesen haben keinen Programmierer, der ihnen ein Programm für ihreFähigkeiten schreibt, welches nur ausgeführt werden muss. Sie lernen – ohneVorkenntnisse durch Eindrücke von außen – selber und kommen damit zubesseren Problemlösungen als jeder heutige Computer. Kann man solchesVerhalten auch bei Maschinen wie Computern erreichen? Können wir solcheKognition von der Biologie adaptieren? Geschichte, Entwicklung, Niedergangund Wiederauferstehung eines großen Ansatzes, Probleme zu lösen.Computernichtlernfähig1.1 Warum Neuronale Netze?Es gibt Kategorien von Problemen, welchesich nicht in einen Algorithmus fassenlassen – Probleme, die von einer großenMenge subtiler Faktoren abhängen, wiezum Beispiel die Bestimmung des Kaufpreiseseiner Immobilie, den wir mit unseremGehirn (ungefähr) bestimmen können,ein Computer in Ermangelung eines Algorithmusaber nicht. Darum muss man sichdie Frage stellen: Wie lernen wir denn, aufsolche Fragestellungen einzugehen?Genau – wir lernen; eine Fähigkeit, an deres Computern offensichtlich mangelt. Menschenhaben ein Gehirn mit der Fähigkeitzu lernen, Computer einige Recheneinheitenund Speicher. Diese ermöglichen, inkürzester Zeit komplizierteste numerischeBerechnungen auszuführen, bieten uns jedochkeine Lernfähigkeit. Stellen wir Computerund Gehirn gegenüber 1 , so bemerkenwir, dass der Computer theoretischleistungsfähiger sein müsste: Er besitzt10 9 Transistoren mit einer Schaltzeit von10 −9 Sekunden. Das Gehirn hat zwar 10 11Neurone, jedoch schalten diese nur in etwa10 −3 Sekunden.Allerdings arbeitet der größte Teil des Gehirnsdurchgehend, während wiederum der1 Diese Gegenüberstellung ist natürlich aus vielennaheliegenden Gründen bei Biologen wie Informatikernumstritten, da Schaltzeit und Menge nichtsüber Qualität und Leistung der Recheneinheitenaussagt und Neurone und Transistoren auch nichtdirekt vergleichbar sind. Dennoch erfüllt die Gegenüberstellungden Zweck, den Vorteil der Parallelitätanhand der Verarbeitungszeit aufzuzeigen.3