Che cos'è una rete neurale Hopfield?
Una rete neurale Hopfield è un sistema utilizzato per replicare schemi di informazioni che ha appreso. È modellato sulla rete neurale presente nel cervello umano, sebbene sia stato creato con componenti artificiali. Progettata per la prima volta da John Hopfield nel 1982, la rete neurale Hopfield può essere utilizzata per scoprire schemi in input e elaborare complesse serie di istruzioni. È anche usato nello studio della memoria umana.
La rete neurale Hopfield è costituita da un sistema di unità collegate tra loro come una rete in cui ogni unità è connessa ad ogni altra unità. Sebbene le unità siano tutte collegate tra loro, una singola unità non costituisce una connessione con se stessa. Quando ha creato questo modello per la prima volta, Hopfield ha usato i valori binari 0 e 1 per descrivere l'attività di ciascuna unità della rete. Sebbene questo sistema sia ancora in uso, molti scienziati ora usano -1 e +1 per descrivere l'attività delle unità. Si dice che un'unità nella rete neurale sia 0 o -1 se la sua soglia non è stata ancora raggiunta e 1 o +1 se la sua soglia è stata raggiunta o superata.
Le unità in una rete neurale Hopfield vengono attivate e rilasciano energia una volta raggiunta la soglia. Quando un determinato input viene dato a una rete neurale Hopfield, è in grado di riecheggiare quell'input indietro attraverso la serie di connessioni complesse tra ciascuna delle unità. Anche in un sistema con solo 4 singole unità, ci sono 12 connessioni con cui è possibile inviare informazioni. Le reti complesse possono contenere milioni di connessioni, il che consente loro di echeggiare lunghe stringhe o schemi di codice binario.
Prima che una rete neurale Hopfield sia in grado di echeggiare un modello, deve prima essere insegnato il modello che sta cercando. Una volta che un sistema conosce un certo schema, sarà in grado di riecheggiarlo ogni volta che lo riconoscerà di nuovo. Ciò rende queste reti utili per trovare modelli in grandi quantità di dati.
Sebbene queste reti siano in grado di riconoscere gli schemi, possono riconoscerli in modo errato, specialmente se gli schemi sono ricordati in parti della rete neurale vicine tra loro. Questo stesso processo si verifica nella memoria umana, che può essere modellata attraverso l'uso della rete neurale di Hopfield. La ricerca sull'inacacia nella memoria e nel rafforzamento della memoria nell'uomo può essere effettuata usando le reti neurali di Hopfield.