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Modelli connessionisti nella cognizione

1990
  • David Rumelhart
  • James McClelland
  • Geoffrey Hinton
Laboratorio di ricerca specializzato in modelli connessionisti nell'ambito della psicologia cognitiva.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

I modelli connessionisti, noti anche come elaborazione parallela distribuita (PDP) o reti neurali artificiali, rappresentano i processi cognitivi come interazioni tra molte unità di elaborazione semplici e interconnesse chiamate nodi. La conoscenza non è memorizzata in una posizione esplicita, ma è distribuita nei pesi di connessione tra queste unità. L'apprendimento avviene regolando questi pesi, spesso tramite algoritmi come la backpropagation, consentendo il riconoscimento di pattern e l'approssimazione di funzioni.

I modelli connessionisti sono stati proposti come alternativa ai modelli simbolici, ispirata al cervello. Una rete tipica è costituita da strati di nodi: uno strato di input, uno o più strati nascosti e uno strato di output. Ogni connessione tra i nodi ha un peso numerico, che può essere eccitatorio o inibitorio. Quando un pattern viene presentato allo strato di input, l'attivazione si diffonde attraverso la rete, modificata dai pesi e da una funzione di attivazione in ciascun nodo, per produrre un pattern allo strato di output.

The key novelty is the learning process. In supervised learning, the network’s output is compared to a target output, and the difference (error) is used to modify the connection weights throughout the network. The backpropagation algorithm is a common method for efficiently calculating these weight adjustments. This process allows the network to gradually ‘learn’ complex mappings from inputs to outputs without being programmed with explicit rules. This approach excels at tasks involving noisy data and pattern recognition, such as object recognition or learning the past tense of English verbs, which are challenging for purely symbolic systems.

UNESCO Nomenclature: 6105
Psicologia sperimentale

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Rivoluzionario

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • il modello del Perceptron di Frank Rosenblatt
  • Teoria dell'apprendimento hebbiano ("le cellule che si attivano insieme, si connettono tra loro")
  • prime ricerche sulla cibernetica di Norbert Wiener
  • il modello del neurone di McCulloch-Pitts

Applicazioni

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • chip di elaborazione neuromorfici che imitano l'elaborazione cerebrale per l'efficienza energetica
  • Strumenti diagnostici basati sull'intelligenza artificiale che imparano a identificare le malattie dalle scansioni mediche
  • sistemi di arte e musica generativa che apprendono stili artistici
  • analisi emotiva in tempo reale dalle espressioni facciali per sistemi interattivi
  • sistemi di sicurezza informatica adattivi che rilevano nuove minacce apprendendo modelli di rete
  • piattaforme personalizzate per la scoperta di farmaci che prevedono interazioni molecolari
  • intelligenza artificiale per la modellazione climatica che apprende complesse interazioni ambientali
  • autonomous robotic systems that learn motore skills through trial and error
  • motori di raccomandazione di contenuti iper-personalizzati
  • interfacce cervello-computer that learn to interpret neural signals for prosthetic control
Argomenti correlati: connessionismo, reti neurali, elaborazione parallela distribuita, PDP, retropropagazione, apprendimento automatico, modellazione cognitiva, intelligenza artificiale, nodi, pesi.

Contesto storico

1950
1990
1990
1941
1986
1990
2000

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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