ايده اصلی عملكرد اين شبكهها چگونه است؟
هاپفيلد (HopField) در 1982 طرح اصلی حافظهای را ارائه كرد كه دارای خصوصيات فوقالذكر باشد. اين حافظه يا شبكه عصبی دارای دو عنصر گره و يال میباشد. هر گره دارای دو وضعيت فعال و غيرفعال است(صفر يا يك) و هر يال نيز دارای يك وزن میباشد (با توجه به شکل زیر). يالهای با وزن مثبت بين دو گره تا گره فعال ديگری را تحريك میكنند و يالهای با وزن منفی بين دو گره، گره فعال ديگری را غير فعال میسازند.
نحوه عملكرد شبكه بدين صورت است كه ابتدا يك گره به تصادف انتخاب میشود. اگر يك يا بيشتر از همسايههای آن گره فعال بودند جمع وزندار يالهای منتهی به آن گرهها حساب میشود. اگر اين جمع مثبت بود گره فعال میشود و در غير اين صورت گره مذكور غيرفعال باقی خواهد ماند. سپس مجددا يك گره ديگر به تصادف انتخاب شده و همين عمليات آنقدر تكرار میشود تا شبكه به يك حالت پايدار برسد. بعنوان مثال اگر شبكه شكل 5زیر شروع به كار كند گره پايين سمت چپ گره بالايی خود را فعال خواهد كرد و اين گره نيز به نوبه خود خواهد كوشيد تا گره بالاتر از خود را فعال كند اما گره بالايی به دليل سيگنال توقيفی (Inhibitory) ارسالی از گره بالای سمت راست تحريك نخواهد شد و اين سيكل همينطور تا رسيدن به حالت پايدار ادامه میيابد.
نكته در اينجا است كه اين شبكه بيش از چهار حالت پايدار ندارد (شکل زیر). يعنی از هر حالت ابتدايی كه شروع كنيم نهايتا شبكه به يكی از اين چهار حالت ميل خواهد كرد. تز اصلی هاپفيلد نيز در واقع همين بود كه از هر حالت ابتدايی و با هر وزنی از يالها كه شروع كنيم، شبكه در نهايت به حالت پايدار خواهد رسيد.
با دقت در كل ايده اين شبكه میتوان گفت كه در واقع اين شبكه به صورت نوعی حافظه عمل میكند، حافظهای كه اين چهار الگو را در خود ذخيره كرده است. علاوه بر اين شبكه فوق يك حافظه آدرسدهی شده بر اساس محتواست. به اين معنی كه اگر از يكی ازين چهار حالت به صورت ناقص شروع به كار كنيم شبكه به سوی شبيهترين حالت ميل خواهد كرد و اين به اين معناست كه شبكه قادر به شناسايی يك الگوی ناقص است.
شكل زیر نشان میدهد كه اين شبكه در صورتی كه از الگوی ناقص سمت چپ شروع به كار كند در نهايت به الگوی كامل سمت راست خواهد رسيد(به خاطر داريد كه هدف ما يافتن روشی بود كه ما را از شكل پر اغتشاش حرف “A” به خود آن حرف برساند).
(ادامه دارد)
