Bir Hopfield sinir ağı, öğrendiği bilgi kalıplarını çoğaltmak için kullanılan bir sistemdir. Yapay beyinde oluşturulmuş olmasına rağmen, insan beyninde bulunan sinir ağından sonra modellenmiştir. İlk olarak 1982 yılında John Hopfield tarafından tasarlanan Hopfield sinir ağı, girdideki kalıpları bulmak için kullanılabilir ve karmaşık talimat setlerini işleyebilir. İnsan hafızası çalışmalarında da kullanılır.
Hopfield sinir ağı, her bir birimin diğer bir birime bağlı olduğu bir ağ olarak birbirine bağlanmış bir birimler sisteminden oluşur. Birimlerin hepsi birbirine bağlı olmasına rağmen, tek bir birim kendisiyle bağlantı kurmaz. Bu modeli ilk yarattığında, Hopfield ağdaki her birimin etkinliğini tanımlamak için 0 ve 1 ikili değerlerini kullandı. Bu sistem hala kullanımda olmasına rağmen, birçok bilim insanı birimlerin faaliyetlerini tanımlamak için -1 ve +1 kullanmaktadır. Sinir ağındaki bir ünitenin eşiği henüz karşılanmadıysa 0 veya -1, eşiği karşılandığında veya aşıldığında 1 veya + 1 olduğu söylenir.
Bir Hopfield sinir ağındaki birimler etkinleştirilir ve eşikleri karşılandıktan sonra enerji açığa çıkar. Bir Hopfield sinir ağına belirli bir giriş verildiğinde, bu girişi, her bir ünite arasındaki karmaşık bağlantılar dizisi üzerinden geri yandırabilir. Sadece 4 ayrı ünite bulunan bir sistemde bile, bilgilerin gönderilebileceği 12 bağlantı vardır. Karmaşık ağlar, uzun dizeleri veya ikili kod kalıplarını eko etmelerini sağlayan milyonlarca bağlantı içerebilir.
Bir Hopfield sinir ağı bir modeli yankılamadan önce, ilk önce aradığı modeli öğretmelidir. Bir sistem belirli bir patern öğrendiğinde, onu tekrar tanıdığı zaman eko yapabilecektir. Bu, bu ağları büyük miktarda veride kalıp bulmak için yararlı kılar.
Bu ağlar kalıpları tanıyabilseler de, özellikle kalıplar sinir ağının birbirine yakın kısımlarında hatırlanırsa, bir deseni yanlış tanıyabilirler. Bu aynı işlem, Hopfield sinir ağının kullanımıyla modellenebilen insan hafızasında meydana gelir. Hopfield sinir ağları kullanılarak bellekte ve insanlarda belleğin güçlendirilmesinde yanlışlıklarla ilgili araştırmalar yapılabilir.
