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Neurona Artificial Simple en Python

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« en: Julio 15, 2014, 09:20:54 pm »
Hola,en esta ocasión les dejo un código que simula el funcionamiento neuronal del cerebro humano basado en el modelo básico de un perceptron,dicho modelo se encarga de simular el previo funcionamiento de una neurona natural con un conjunto de formulas que permiten comparar numeraciones y datos.


Como verán,el modelo básico toma por una serie de entradas cada datos en forma binaria o por 1,-1 y los compara con el peso para llegar a una conclusión, es decir por ejemplo , de entrada están los datos -1,1,-1 los compara con los pesos establecidos -1,1,1, los multiplica uno por uno y los suma y se llega a una conclusión,esta se aplasta por una función lineal que resultara un numero negativo o positivo,el cual el negativo es "mal" y el positivo es "bien".

Recree el proceso en un pequeño fragmento en python,el codigo es el siguiente:

Código: Python
  1. def neurona(entrada,peso):#Valores de entradas y valores de "peso"
  2.     c = 0                                  #conteo
  3.     multiplicados = []                   #buffer 1
  4.     for entrada1 in entrada:              #intera sobre la entradas
  5.         analisis1 = entrada1 * peso[c]   #multiplica las entradas por los pesos
  6.         multiplicados.append(analisis1)  #la aniade al buffer
  7.         c +=1                              #esto aumenta el conteo para ver el peso a medida que se repite el bucle
  8.     suma = 0                             #buffer de suma    
  9.     for i in multiplicados:                 #intera sobre
  10.         suma+=i                             #va sumando a suma para sacar el resultado
  11.     peso = math.tanh(suma)               #calculo funcional para reprimir el valor de suma
  12.     if suma == len(entrada):             #si la suma es igual a la cantidad de valores entrada
  13.         return suma                      #devolver la suma
  14.     return peso

Hace todo el calculo explicado al comienzo,toma un patrón primario que es el de entrada y un secundario que es el de nivel de peso.
Ej: comparar [-1,1] con [-1,1] ,va a decir que son iguales,pero si comparamos [-1,-1] con [-1,1] va a notar una diferencia en 0,y si comparamos [-1,-1] con [1,1] va arrojar un numero negativo decimal encorde a la función aplicada.

El siguiente programa es un ejemplo de donde se podria usar este sistema:

Código: Python
  1.        
  2.  
  3.     import math
  4.     import cPickle
  5.     from Tkinter import *
  6.     from tkMessageBox import *
  7.     def crear():
  8.             db = []
  9.             cPickle.dump(db,open("memoria.mem","wb"))
  10.      
  11.     matriz = [-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1]
  12.      
  13.     memoria = cPickle.load(open("memoria.mem","rb"))
  14.      
  15.     def imp(que,rango):#imprimir matriz
  16.             ac = 0
  17.             if ac==1:
  18.                     c = 0
  19.                     c1 = rango
  20.                    
  21.                     print "=================="
  22.                     for i in range(0,rango):
  23.                             a = que[c:c1]
  24.                             k =  "       ".join(str(o)for o in a)
  25.                             print ""
  26.                             print k
  27.                             c +=rango
  28.                             c1+=rango
  29.                     print "========================"
  30.             else:
  31.                     pass
  32.     def imp2(que,rango):#imprimir matriz auxiliar
  33.             ac = 1
  34.             if ac==1:
  35.                     c = 0
  36.                     c1 = rango
  37.                    
  38.                     print "=================="
  39.                     for i in range(0,rango):
  40.                             a = que[c:c1]
  41.                             k =  "       ".join(str(o)for o in a)
  42.                             print ""
  43.                             print k
  44.                             c +=rango
  45.                             c1+=rango
  46.                     print "========================"
  47.             else:
  48.                     pass
  49.      
  50.     def neurona(entrada,peso):#Valores de entradas y valores de "peso"
  51.             c = 0                                                            #conteo
  52.             multiplicados = []                               #buffer 1
  53.             for entrada1 in entrada:                         #intera sobre la entradas
  54.                     analisis1 = entrada1 * peso[c]   #multiplica las entradas por los pesos
  55.                     multiplicados.append(analisis1)  #la aniade al buffer
  56.                     c +=1                                                    #esto aumenta el conteo para ver el peso a medida que se repite el bucle
  57.             suma = 0                                                         #buffer de suma      
  58.             for i in multiplicados:                          #intera sobre
  59.                     suma+=i                                                  #va sumando a suma para sacar el resultado
  60.             peso = math.tanh(suma)               #calculo funcional para reprimir el valor de suma
  61.             if suma == len(entrada):             #si la suma es igual a la cantidad de valores entrada
  62.                     return suma                      #devolver la suma
  63.             return peso
  64.      
  65.     def final():
  66.             global candidatos,y
  67.             candidatos = {}
  68.             z = 0
  69.             for i in memoria:
  70.                     peso = neurona(memoria[z],matriz)
  71.                     print "peso:",peso
  72.                     if peso <= 0.9999999999:
  73.                             pass
  74.                     else:
  75.                             candidatos[peso] = memoria[z]
  76.                     z+=1
  77.                    
  78.             y = 0
  79.             for m in candidatos:
  80.                     if m > y:
  81.                             y = 0
  82.                             y +=m
  83.                     else:
  84.                             pass
  85.                            
  86.             if candidatos == {}:
  87.                     print "No se que es"
  88.             else:
  89.                     print "Comparado ",matriz," con ",candidatos[y]
  90.                     print "asd:",matriz
  91.                     print "RESULTA:"
  92.                     imp2(candidatos[y],5)
  93.             print candidatos
  94.     def aprender():
  95.             def memorizar(palabra,lon):
  96.                     matriz=[]
  97.                     c = 0
  98.                     c1= 0
  99.                     for i in range(0,len(palabra)):
  100.                             for i in palabra:
  101.                                     matriz.append(palabra[c1]*palabra[c])
  102.                                     c+=1
  103.                             c = 0
  104.                             c1+=1
  105.                     imp(matriz,lon)
  106.                     return matriz
  107.             a =  memorizar(matriz,25)
  108.             memoria.append(a[0:25])
  109.             memoria.reverse()
  110.             print "Matriz aprendida:"
  111.             for t in memoria:
  112.                     print t
  113.             cPickle.dump(memoria,open("memoria.mem","wb"))
  114.             resetear_tabla()
  115.      
  116.     def analizar():
  117.             final()
  118.             resetear_tabla()
  119.             rellenar()
  120.      
  121.                    
  122.     #################INTERFAZ GRAFIC
  123.     ventana = Tk()
  124.     class  nume:
  125.             def una(self):
  126.                     matriz[0] = 1
  127.                     button1.config(bg="#5BADFF")
  128.                     imp(matriz,5)
  129.             def dos(self):
  130.                     matriz[1] = 1
  131.                     button2.config(bg="#5BADFF")
  132.                     imp(matriz,5)
  133.             def tres(self):
  134.                     matriz[2] = 1
  135.                     button3.config(bg="#5BADFF")
  136.                     imp(matriz,5)
  137.             def cuatro(self):
  138.                     matriz[3] = 1
  139.                     button4.config(bg="#5BADFF")
  140.                     imp(matriz,5)
  141.             def cinco(self):
  142.                     matriz[4] = 1
  143.                     button5.config(bg="#5BADFF")
  144.                     imp(matriz,5)
  145.             def seis(self):
  146.                     matriz[5] = 1
  147.                     button6.config(bg="#5BADFF")
  148.                     imp(matriz,5)
  149.             def siete(self):
  150.                     matriz[6] = 1
  151.                     button7.config(bg="#5BADFF")
  152.                     imp(matriz,5)
  153.             def ocho(self):
  154.                     matriz[7] = 1
  155.                     button8.config(bg="#5BADFF")
  156.                     imp(matriz,5)
  157.             def nueve(self):
  158.                     matriz[8] = 1
  159.                     button9.config(bg="#5BADFF")
  160.                     imp(matriz,5)
  161.             def diez(self):
  162.                     matriz[9] = 1
  163.                     button10.config(bg="#5BADFF")
  164.                     imp(matriz,5)
  165.             def once(self):
  166.                     matriz[10] = 1
  167.                     button11.config(bg="#5BADFF")
  168.                     imp(matriz,5)
  169.             def doce(self):
  170.                     matriz[11] = 1
  171.                     button12.config(bg="#5BADFF")
  172.                     imp(matriz,5)
  173.             def trece(self):
  174.                     matriz[12] = 1
  175.                     button13.config(bg="#5BADFF")
  176.                     imp(matriz,5)
  177.      
  178.             def catorce(self):
  179.                     matriz[13] = 1
  180.                     button14.config(bg="#5BADFF")
  181.                     imp(matriz,5)
  182.                    
  183.             def quince(self):
  184.                     matriz[14] = 1
  185.                     button15.config(bg="#5BADFF")
  186.                     imp(matriz,5)
  187.      
  188.             def diesiseis(self):
  189.                     matriz[15] = 1
  190.                     button16.config(bg="#5BADFF")
  191.                     imp(matriz,5)
  192.      
  193.             def diesisiete(self):
  194.                     matriz[16] = 1
  195.                     button17.config(bg="#5BADFF")
  196.                     imp(matriz,5)
  197.      
  198.             def diesiocho(self):
  199.                     matriz[17] = 1
  200.                     button18.config(bg="#5BADFF")
  201.                     imp(matriz,5)
  202.                    
  203.             def diesinueve(self):
  204.                     matriz[18] = 1
  205.                     button19.config(bg="#5BADFF")
  206.                     imp(matriz,5)
  207.             def veinte(self):
  208.                     matriz[19] = 1
  209.                     button20.config(bg="#5BADFF")
  210.                     imp(matriz,5)
  211.      
  212.             def veintiuno(self):
  213.                     matriz[20] = 1
  214.                     button21.config(bg="#5BADFF")
  215.                     imp(matriz,5)
  216.             def veintidos(self):
  217.                     matriz[21] = 1
  218.                     button22.config(bg="#5BADFF")
  219.                     imp(matriz,5)
  220.                    
  221.             def veintitres(self):
  222.                     matriz[22] = 1
  223.                     button23.config(bg="#5BADFF")
  224.                     imp(matriz,5)
  225.                    
  226.             def veinticuatro(self):
  227.                     matriz[23] = 1
  228.                     button24.config(bg="#5BADFF")
  229.                     imp(matriz,5)
  230.      
  231.             def veinticinco(self):
  232.                     matriz[24] = 1
  233.                     button25.config(bg="#5BADFF")
  234.                     imp(matriz,5)
  235.     core = nume()
  236.     def resetear_tabla():
  237.             c = 0
  238.             for i in matriz:
  239.                     matriz[c] = -1
  240.                     c+=1
  241.             for t in botones:
  242.                     t.config(bg="#FFFFFF")
  243.     def borrarmem():
  244.             memoria = []
  245.             cPickle.dump(memoria,open("memoria.mem","wb"))
  246.      
  247.     def rellenar():
  248.             c = 0
  249.             if candidatos == {}:
  250.                     return 0
  251.             for i in candidatos[y]:
  252.                    
  253.                     if c == len(botones):
  254.                             break
  255.                     if i == 1:
  256.                             botones[c].config(bg="#01D826")
  257.                     if i == -1:
  258.                             pass
  259.                     c+=1
  260.      
  261.      
  262.      
  263.      
  264.      
  265.      
  266.      
  267.      
  268.      
  269.      
  270.      
  271.     ###botones interac
  272.     ventana2 = Tk()
  273.     ventana.title("Mem  by Rokerlauncher96")
  274.     ventana.config(bg="#ECFFFF")
  275.     ventana2.geometry("180x200+450+350")
  276.     ventana2.title("Panel")
  277.      
  278.     ventana.geometry("300x300+100+100")
  279.     aprender=Button(ventana2,text='Aprender',command=aprender,width=455).pack()
  280.     aprender=Button(ventana2,text='Analizar',command=analizar,width=455).pack()
  281.     aprender=Button(ventana2,text='Resetear valores',command=resetear_tabla,width=455).pack()
  282.     Label(ventana2,text="_____________________________").pack()
  283.     aprender=Button(ventana2,text='Borrar memoria',command=borrarmem,width=455).pack()
  284.     #######5
  285.     button25=Button(ventana,text='25',command=core.veinticinco,bg="#FFFFFF")
  286.     button25.place(relx=0.73, rely=0.77, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  287.     button24=Button(ventana,text='24',command=core.veinticuatro,bg="#FFFFFF")
  288.     button24.place(relx=0.58, rely=0.77, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  289.     button23=Button(ventana,text='23',command=core.veintitres,bg="#FFFFFF")
  290.     button23.place(relx=0.43, rely=0.77, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  291.     button22=Button(ventana,text='22',command=core.veintidos,bg="#FFFFFF")
  292.     button22.place(relx=0.28, rely=0.77, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  293.     button21=Button(ventana,text='21',command=core.veintiuno,bg="#FFFFFF")
  294.     button21.place(relx=0.12, rely=0.77, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  295.     #######4
  296.     button20=Button(ventana,text='20',command=core.veinte,bg="#FFFFFF")
  297.     button20.place(relx=0.73, rely=0.60, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  298.     button19=Button(ventana,text='19',command=core.diesinueve,bg="#FFFFFF")
  299.     button19.place(relx=0.58, rely=0.60, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  300.     button18=Button(ventana,text='18',command=core.diesiocho,bg="#FFFFFF")
  301.     button18.place(relx=0.43, rely=0.60, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  302.     button17=Button(ventana,text='17',command=core.diesisiete,bg="#FFFFFF")
  303.     button17.place(relx=0.28, rely=0.60, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  304.     button16=Button(ventana,text='16',command=core.diesiseis,bg="#FFFFFF")
  305.     button16.place(relx=0.12, rely=0.60, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  306.     #######3
  307.     button15=Button(ventana,text='15',command=core.quince,bg="#FFFFFF")
  308.     button15.place(relx=0.73, rely=0.43, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  309.     button14=Button(ventana,text='14',command=core.catorce,bg="#FFFFFF")
  310.     button14.place(relx=0.58, rely=0.43, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  311.     button13=Button(ventana,text='13',command=core.trece,bg="#FFFFFF")
  312.     button13.place(relx=0.43, rely=0.43, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  313.     button12=Button(ventana,text='12',command=core.doce,bg="#FFFFFF")
  314.     button12.place(relx=0.28, rely=0.43, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  315.     button11=Button(ventana,text='11',command=core.once,bg="#FFFFFF")
  316.     button11.place(relx=0.12, rely=0.43, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  317.     #######2
  318.     diez = button10=Button(ventana,text='10',command=core.diez,bg="#FFFFFF")
  319.     button10.place(relx=0.73, rely=0.26, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  320.     nueve = button9=Button(ventana,text='9',command=core.nueve,bg="#FFFFFF")
  321.     button9.place(relx=0.58, rely=0.26, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  322.     ocho = button8=Button(ventana,text='8',command=core.ocho,bg="#FFFFFF")
  323.     button8.place(relx=0.43, rely=0.26, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  324.     siete = button7=Button(ventana,text='7',command=core.siete,bg="#FFFFFF")
  325.     button7.place(relx=0.28, rely=0.26, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  326.     seis = button6=Button(ventana,text='6',command=core.seis,bg="#FFFFFF")
  327.     button6.place(relx=0.12, rely=0.26, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  328.     #######1
  329.     cinco1 = button5=Button(ventana,text='5',command=core.cinco,bg="#FFFFFF")
  330.     button5.place(relx=0.73, rely=0.09, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  331.     cuatro1 = button4=Button(ventana,text='4',command=core.cuatro,bg="#FFFFFF")
  332.     button4.place(relx=0.58, rely=0.09, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  333.     tres1 = button3=Button(ventana,text='3',command=core.tres,bg="#FFFFFF")
  334.     button3.place(relx=0.43, rely=0.09, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  335.     dos1 = button2=Button(ventana,text='2',command=core.dos,bg="#FFFFFF")
  336.     button2.place(relx=0.28, rely=0.09, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  337.     uno1 = button1=Button(ventana,text='1',command=core.una,bg="#FFFFFF")
  338.     button1.place(relx=0.12, rely=0.09, relwidth=0.13, relheight=0.15)
  339.     botones = [button1,button2,button3,button4,button5,button6,button7,button8,button9,button10,button11,button12,button13,button14,button15,button16,button17,button18,button19,button20,button21,button22,button23,button24,button25]
  340.     ventana2.mainloop()
  341.     ventana.mainloop()
  342.  

 El programa memoriza los patrones,realiza unas comparaciones bucleadas de la memoria con la entrada,calcula el peso,si es negativo no pasa y si es positivo pasa,pero este es comprobado por sistema de candidatos a elegir,a la vez este pasa por una comparación de una especie de un ajuste de peso de exactitud aparte de la neurona y elige el patrón mas acertado,esto lo hice para hacer mas exacto el resultado,contando con un valor minimo y maximo humano,es como un ajuste especial,pero no quita nada de lo fundamental.

La memoria del script es guardada por el modulo cPickle en un archivo llamado memoria.mem y la interfaz es manejada por Tkinter

Autor: netixzen
« Última modificación: Marzo 23, 2015, 12:52:40 pm por Expermicid »


Desconectado Once

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« Respuesta #1 en: Julio 15, 2014, 11:15:24 pm »
Muy interesante bro, apenas tenga tiempo, le echo un buen vistazo al code. Gracias.

Saludos!






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« Respuesta #2 en: Julio 26, 2014, 11:01:17 am »
Recien lo veo!!! En verdad esta genial!!
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« Respuesta #3 en: Julio 26, 2014, 01:43:34 pm »
Parece muy interesante, a ver si somos los de Underc0de los primero en montar el primer cerebro artificial replica del cerebro humano xD

Desconectado venaz123

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« Respuesta #4 en: Marzo 28, 2015, 12:57:09 am »
esta muy interesante ANTRAX, una pregunta esta hecho en python 2 o 3, podrias recomendarme un ide para probar la neurona?
muchas gracias

Conectado ANTRAX

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« Respuesta #5 en: Marzo 28, 2015, 01:04:27 am »
Hola Venaz123, es Python 2.x
Y yo utilizo Sublime Text 3 y luego lo corro desde la consola.

Saludos!
ANTRAX


Desconectado venaz123

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« Respuesta #6 en: Marzo 28, 2015, 06:23:20 pm »
Otra pregunta  Antrax, sabes porque me marca este error:

memoria = cPickle.load(open("memoria.mem", "rb"))
UnpicklingError: invalid load key, 'ï'.

ya trate de corregirlo de varias maneras pero me lo sigue marcando (soy un poco nuevo en python)


Saludos

Desconectado Once

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« Respuesta #7 en: Marzo 29, 2015, 02:16:21 am »
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memoria = cPickle.load(open("memoria.mem", "rb"))
UnpicklingError: invalid load key, 'ï'.

Puede ser que el archivo esté corrupto, intenta eliminándolo. Agrega justo antes de esa línea el siguiente código:

Código: Python
  1. crear()
  2. memoria = cPickle.load(open("memoria.mem","rb"))

Saludos!
« Última modificación: Marzo 29, 2015, 02:24:19 am por Once »






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Desconectado venaz123

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« Respuesta #8 en: Marzo 30, 2015, 10:56:33 am »
Muchas  gracias Once si era eso  :)  :D

Saludos

Desconectado mariodos

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« Respuesta #9 en: Abril 29, 2015, 11:12:40 pm »
Muy interesante, curiosamente ahora estoy empezando con la inteligencia artificial y me parece fasciante. Lo malo que he comenzado con un libro muy avanzado el único que pude descargar.

Me recomiendas uno que lo pueda descargar gratis.

 

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