Κατασκευή τεχνητών νευρωνικών δικτύων με τη χρήση του Wolfram Mathematica

Abstract

Η παρούσα εργασία πραγματεύεται την κατασκευή και εφαρμογή Τεχνητών Νευρωνικών Δικτύων με τη χρήση του λογισμικού Wolfram Mathematica. Αρχικά, γίνεται μια εισαγωγή στα νευρωνικά δίκτυα, όπου παρουσιάζεται η δομή και η λειτουργία τους τόσο σε βιολογικό όσο και σε τεχνητό επίπεδο. Στο κεφάλαιο αυτό αναλύονται οι διαφορετικές συναρτήσεις ενεργοποίησης και περιγράφονται οι μέθοδοι εκπαίδευσης των τεχνητών νευρωνικών δικτύων, οι αρχιτεκτονικές τους και τα διάφορα μοντέλα που χρησιμοποιούνται. Στη συνέχεια, η εργασία επικεντρώνεται στη δημιουργία και βελτίωση νευρωνικών δικτύων χρησιμοποιώντας το Wolfram Mathematica. Παρουσιάζονται τα βασικά δομικά στοιχεία των δικτύων, όπως οι διάφορες στιβάδες και αναλύονται οι εντολές κατασκευής των δικτύων αυτών. Ένα σημαντικό μέρος της εργασίας είναι αφιερωμένο σε εφαρμογές των νευρωνικών δικτύων στο Wolfram Mathematica. Παρουσιάζονται συγκεκριμένα παραδείγματα εφαρμογής των δικτύων αυτών, όπως η κατηγοριοποίηση και ο χρωματισμός ασπρόμαυρων εικόνων. Συγκεκριμένα, για την κατηγοριοποίηση εικόνων χρησιμοποιείται το σύνολο δεδομένων CIFAR-10, ενώ για τον χρωματισμό ασπρόμαυρων εικόνων χρησιμοποιείται το σύνολο δεδομένων Image Colorization Dataset. Η εργασία παρέχει μια ολοκληρωμένη εικόνα για τη χρήση του Wolfram Mathematica στην κατασκευή και εκπαίδευση τεχνητών νευρωνικών δικτύων, υπογραμμίζοντας τις δυνατότητες και τις προκλήσεις της προσέγγισης αυτής.