Нейромережі

1. Зміст нейромережевого відображення
дійсності

Одним з найбільш перспективних напрямів моделювання та
подальшого дослідження нелінійних процесів різноманітної природи у сучасній
науці вважається застосування методів побудови штучних нейронних мереж.

За допомогою нейромереж можна, наприклад, передбачати
показники біржового ринку, виконувати розпізнавання оптичних або звукових
сигналів, створювати самонавчаючі системи, які здатні керувати автомобілем при
паркові або синтезувати мову за текстом. В той час як на заході застосування
нейромереж уже достатньо широке, у нас це ще в деякій мірі екзотика.

Головна риса штучної нейромережі – наявність у ній певної
кількості шарів, кожний з яких складається з певної кількості так званих
штучних нейронів. Кожний штучний нейрон у межах одного шару має ідентичну із
сусідніми нейронами функцію перетворення. На вхід кожного штучного нейрона
одного шару потрапляють усі вхідні сигнали, а в результаті перетворення цих
сигналів кожен нейрон видає на виході до наступного шару тільки один –
результуючий – сигнал.

Така побудова штучної нейромережі дозволяє використовувати
її з метою рішення задач складних безупинних процесів.

Ступінь точності залежить від кількості шарів мережі та
числа штучних нейронів у кожному шарі – чим їх більше, тим більш точною вона
буде.

Отже, штучна нейромережа здатна надзвичайно ефективно
агрегувати вхідну інформацію, причому робить це, у випадку, наприклад деякого
візуального зображення або цілісного образу, не з частинами зображення, а з
усім зображенням одночасно. Існує певне межа кількості штучних нейронів, після
перевищення якої модель починає втрачати свою гнучкість та властивість
адекватного відображення різноманітних ситуацій дійсності, перетворюючись у
звичайну модель конкретного процесу.

Сприйняття оточуючого світу та його політичної складової та
вироблення певних політичних рішень на основі сформованого образу світу
відбувається у свідомості людини, аналогом якої може вважатися штучна
нейромережа. Нерівність окремих людей імітується в нейромережі відмінностями в
значеннях коефіцієнтів цілком однакових штучних нейронів.

Відомі на сьогодні характеристики штучних нейромереж
показують аналогічність їх будови тому, що нині відомо про будову людського
мозку. Аналогічність функціонування штучних нейромереж і процесу сприйняття
свідомістю індивідуума або групи людей
певного об’єкта чи процесу, проявляється в:

-так само, як в нейромережі, відбувається
одночасне «схоплювання» різноманітної інформації про об’єкт

-увесь отриманий об’єм інформації обробляється
одночасно

-кожна одиниця отриманої інформації заломлюється
у свідомості людини безліччю додаткових чинників – її особистими перевагами,
рівнем та широтою освіти та ін.

-точність результуючої інформації корелює з
кількістю одночасно оброблювальних одиниць інформації.

-штучна нейромережа нейромережа здатна
надзвичайно ефективно агрегувати вхідну інформацію завдяки наявності в ній
певного числа шарів, які складаються групами штучних нейронів, а кожен нейрон в
межах одного шару виконує ідентичну з сусідніми нейронами функцію перетворення
вхідного сигналу, але з різними коефіцієнтами перетворення.

2. Алгоритм
функціонування штучного нейрону

1) Основу кожної
нейромережі складають прості, в більшій мірі – однотипні, елементи, які
імітують роботу нейронів мозку (штучні нейрони).

Кожен нейрон характеризується своїм поточним станом по
аналогії з нервовими клітинами головного мозку, які можуть бути збуджені або
заторможені. Він володіє групою синапсів– однонаправлених вхідних зв’язків, сполучених з виходами інших нейронів, а
також має аксон – вихідний зв’язок
даного нейрона, з яким сигнал (збудження або заторможення) поступає на синапси
наступних нейронів.

Кожен синапс характеризується величиною синаптичного зв’язку
або його вагою, який за фізичним сенсом еквівалентний електричній провідності
(в мозку)

2)-га загальна
риса нейромереж: реалізується принцип паралельного оброблення сигналів (шляхом
об’єднання великої кількості
нейронів в шари и з’єднання)

При чому
оброблення взаємодій всіх нейронів ведеться пошарово.

Теоретично
кількість шарів і кількість нейронів в кожному шарі може бути довільним, однак
фактично воно обмежено ресурсами комп’ютера (або спеціалізованої мікросхеми, на
якій зазвичай реалізується нейромережа).

3. Нейромережева
модель політичного процесу

Нейромережева модель політичного процесу складається з шарів
штучних нейронів («елементів нейромережі», далі – ЕНМ). Кожен ЕНМ представляє в
моделі одного актора політичної системи. У цьому варіанті моделі передбачається
врахувати усі види ЕНМ. У вигляді життєвого аналога ЕНМ повинні виступати як
певна політична організація, так і окремий індивід. В ідеальному варіанті усі
ЕНМ в моделі повинні представляти тільки індивідів, оскільки будь-який
політичний інститут так чи інакше є проявом діяльності окремих людей. Усі ЕНМ в
моделі рівнозначні і характеризуються однаковими функціями отримання,
перетворення і агрегації вхідної інформації, але деякі з цих ЕНМ включені в
різні шари нейромережі.

Поведінка
штучних нейронів (ЕНМ) в моделі характеризується такими рисами:

– кількість ЕНМ, які працюють в кожен момент часу
в кожному шарі нейронів може змінюватися в широких межах, але завжди є
скінчена;

– процес включення
відключення на черговому кроці
працюючих ЕНМ э складнопередбачуваним
і поки що визначається
генератором випадкових чисел;

– переважно
одночасне включення відключення груп суміжних нейронів (це аналогічно тому, як
наприклад, під час виборчої кампанії через природні катаклізми в певному
населеному пункті вимикається світло і практично усі його жителі позбавляються
на деякий час можливості отримувати свіжу політичну інформацію; прикладом може
бути й навпаки, надактивна агітація в певному регіоні районі, що різко підвищує
ступінь тяжіння відповідної групи населення до політичної участі).

Модель складають кілька блоків, кожен з яких містить один
або декілька шарів ЕНМ. Функціонування моделі полягає в черговому включенні
кожного з цих блоків, переробці елементами нейромережі цього блоку певної
вхідної інформації та передачі її агрегованої частини наступному блоку.

1. Блок формування
базових вимог (побажань). Цей блок є аналогом громадської думки в реальній
політичній системі, але він включає, крім громадської думки, усі взагалі
висхідні посили, які впливають будь-яким чином на ті або інші політичні
рішення. У субстратному складі цього блоку знаходяться усі ЕНМ, задіяні в
моделі. Простіше кажучи – усе доросле населення країни. Уявлення про життя,
вимоги і побажання будь-яких громадян з усіх прошарків суспільства – від
двірника до бізнесмена чи представників будь-яких органів місцевої або ж
державної влади враховуються в цьому блоці у вигляді вимог звичайних громадян.
Вони всі виступають в цьому блоці
в ролі жителів певних
будинків, членів певних сімей, учасників транспортного руху тощо.

Кожен ЕНМ, відповідно до теорій штучних і природних нейронних
мереж, має декілька (до 300) входів (з нижчого нейронного шару – у разі нього
блоку це сприймана усіма громадянами навколишня дійсність), і лише один вихід
(до наступного шару нейронів). На його входах зазвичай, створюються певні
дратівливі імпульси, але імпульс достатньої для подальшої передачі сили на
вихідному відростку створюється лише за умови великої кількості і сукупної
насиченості вхідних імпульсів.

На вході кожного ЕНМ (у будь-якому блоці) з’являється до 7
різноманітних інформаційних імпульсів, не кожен з яких безпосередньо пов’язаний
з політичним процесом, а на виході такого ЕНМ буде лише один з цих імпульсів,
обраний випадково (у програмній реалізації на ЕОМ – за допомогою генератора
випадкових чисел).

2. Блок підготовки і ухвалення місцевих рішень.
Цей блок покликаний імітувати діяльність нижчих ланок державної влади і органів
місцевого самоврядування, які займаються агрегацією більшої частини вимог, які
поступають від населення, і/або передають інформацію для ухвалення рішень до
наступної ланки органів влади, або приймають власні рішення по незначних, в
масштабах політичної системи, питаннях. Субстрат цього блоку складають усі
особи, які є співробітниками відповідних структур місцевого самоврядування і
державного управління.

В умовах справжнього демократичного суспільства можна
виділити ще один окремий блок між першим і другим – блок інститутів
громадянського суспільства. Внаслідок впливу цих інститутів на політичний
процес, діяльність даного блоку може більшою чи меншою мірою змінювати
параметри політичного процесу. По суті, у складі цього блоку знаходяться усі
громадяни, які знаходяться в тих чи інших об’єднаннях громадянського
суспільства.

3. Блок підготовки і ухвалення рішень
регіонального (обласного) рівня. ЕНМ цього блоку імітують процес ухвалення
рішень обласними органами влади. Передбачається, що рішення приймаються на
основі інформації про вимоги громадської думки, які були агреговані нижчими
ланками влади, а також на основі вимог, ініційованих представниками усіх рівнів
влади. Субстрат цього блоку складається з певної частини ЕНМ першого блоку і не
перетинається з субстратом другого блоку.

4. Блок підготовки і ухвалення рішень
загальнодержавного рівня. ЕНМ цього блоку імітують процес ухвалення рішень
вищими органами державної влади. Також, як і в попередньому блоці,
передбачається, що рішення приймаються на основі тієї інформації про вимоги
громадської думки, яка була агрегована двома попередніми блоками, а також на
основі вимог, які були вироблені та донесені «до верху» безпосередньо ЕНМ двох
попередніх блоків, отже, представниками усіх рівнів влади. Субстрат цього
блоку, хоча й характеризується відносною нечисленністю, все ж повністю походить
з першого блоку і не перетинається з субстратом другого і третього блоків.

5. Блок реалізації політичних рішень (блок
політичної дії) враховує діяльність або бездіяльність усіх акторів
політичної системи, які так чи інакше підкоряються рішенням органів влади і
покликані виконувати їх, а також забезпечувати дотримання інших норм і «правил
гри», сформованих політичною системою. Йдеться про виконання як поточних
рішень, так і тих, які дісталися нинішній політичній системі від минулого (до
таких «довгограючих» рішень відноситься, наприклад, законодавство). Субстрат
цього блоку також складається з певної частини елементів першого блоку та не
перетинається із субстратом другого, третього та четвертого блоків.

6. Блок сприйняття дій і рішень. Цей блок
враховує усі аспекти відчуття населенням прийнятих рішень і здійснюваних або не
здійснюваних за їх підсумками дій. Субстрат цього блоку складають усі ЕНМ
першого блоку, оскільки усі громадяни так чи інакше відчувають на собі дію
рішень політичної системи. Причому усі ЕНМ в цьому блоці виступають в рольовій
позиції звичайних громадян незалежно від того, в якому ще блоці вони були
задіяні. З метою збереження розмірності сприйняття елементами нейромережі дій і
рішень також виражається в аксіологічно-інформаційних термінах, які поки що
зводяться в моделі до трьох варіантів: 1) добре; 2) погано; 3) індиферентно.
Також, як і в першому блоці усі ЕНМ складають тут один шар, що покликано
відобразити безпосередність сприйняття кожним громадянином наслідків
(результатів) дії політичної системи.

Результати сприйняття дій політичної системи складають
вхідну інформацію для наступного кроку функціонування першого блоку. Після
передачі інформації про сприйняття елементами нейромережі дій політичної
системи на перший блок починається новий цикл роботи моделі.

Важливою особливістю моделі є те, що в ній немає жодного
ЕНМ, який входив би тільки в один блок. Кожен ЕНМ бере участь в роботі не менше
двох блоків. Такою побудовою імітується виконання різних ролей одним індивідом,
який, наприклад, є людиною, яка має певні потреби і бажання, одночасно людиною,
яка приймає рішення, і. в той же час, яка відчуває на собі результат проведення
цих рішень в життя.