Neurona Artificial Simple en Python

Iniciado por ANTRAX, Julio 15, 2014, 09:20:54 PM

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Julio 15, 2014, 09:20:54 PM Ultima modificación: Marzo 23, 2015, 12:52:40 PM por Expermicid
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
def neurona(entrada,peso):#Valores de entradas y valores de "peso"
    c = 0                                  #conteo
    multiplicados = []                   #buffer 1
    for entrada1 in entrada:              #intera sobre la entradas
        analisis1 = entrada1 * peso[c]   #multiplica las entradas por los pesos
        multiplicados.append(analisis1)  #la aniade al buffer
        c +=1                              #esto aumenta el conteo para ver el peso a medida que se repite el bucle
    suma = 0                             #buffer de suma    
    for i in multiplicados:                 #intera sobre 
        suma+=i                             #va sumando a suma para sacar el resultado
    peso = math.tanh(suma)               #calculo funcional para reprimir el valor de suma
    if suma == len(entrada):             #si la suma es igual a la cantidad de valores entrada
        return suma                      #devolver la suma
    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
	

    import math
    import cPickle
    from Tkinter import *
    from tkMessageBox import *
    def crear():
            db = []
            cPickle.dump(db,open("memoria.mem","wb"))
     
    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]
     
    memoria = cPickle.load(open("memoria.mem","rb"))
     
    def imp(que,rango):#imprimir matriz
            ac = 0
            if ac==1:
                    c = 0
                    c1 = rango
                   
                    print "=================="
                    for i in range(0,rango):
                            a = que[c:c1]
                            k =  "       ".join(str(o)for o in a)
                            print ""
                            print k
                            c +=rango
                            c1+=rango
                    print "========================"
            else:
                    pass
    def imp2(que,rango):#imprimir matriz auxiliar
            ac = 1
            if ac==1:
                    c = 0
                    c1 = rango
                   
                    print "=================="
                    for i in range(0,rango):
                            a = que[c:c1]
                            k =  "       ".join(str(o)for o in a)
                            print ""
                            print k
                            c +=rango
                            c1+=rango
                    print "========================"
            else:
                    pass
     
    def neurona(entrada,peso):#Valores de entradas y valores de "peso"
            c = 0                                                            #conteo
            multiplicados = []                               #buffer 1
            for entrada1 in entrada:                         #intera sobre la entradas
                    analisis1 = entrada1 * peso[c]   #multiplica las entradas por los pesos
                    multiplicados.append(analisis1)  #la aniade al buffer
                    c +=1                                                    #esto aumenta el conteo para ver el peso a medida que se repite el bucle
            suma = 0                                                         #buffer de suma       
            for i in multiplicados:                          #intera sobre
                    suma+=i                                                  #va sumando a suma para sacar el resultado
            peso = math.tanh(suma)               #calculo funcional para reprimir el valor de suma
            if suma == len(entrada):             #si la suma es igual a la cantidad de valores entrada
                    return suma                      #devolver la suma
            return peso
     
    def final():
            global candidatos,y
            candidatos = {}
            z = 0
            for i in memoria:
                    peso = neurona(memoria[z],matriz)
                    print "peso:",peso
                    if peso <= 0.9999999999:
                            pass
                    else:
                            candidatos[peso] = memoria[z]
                    z+=1
                   
            y = 0
            for m in candidatos:
                    if m > y:
                            y = 0
                            y +=m
                    else:
                            pass
                           
            if candidatos == {}:
                    print "No se que es"
            else:
                    print "Comparado ",matriz," con ",candidatos[y]
                    print "asd:",matriz
                    print "RESULTA:"
                    imp2(candidatos[y],5)
            print candidatos
    def aprender():
            def memorizar(palabra,lon):
                    matriz=[]
                    c = 0
                    c1= 0
                    for i in range(0,len(palabra)):
                            for i in palabra:
                                    matriz.append(palabra[c1]*palabra[c])
                                    c+=1
                            c = 0
                            c1+=1
                    imp(matriz,lon)
                    return matriz
            a =  memorizar(matriz,25)
            memoria.append(a[0:25])
            memoria.reverse()
            print "Matriz aprendida:"
            for t in memoria:
                    print t
            cPickle.dump(memoria,open("memoria.mem","wb"))
            resetear_tabla()
     
    def analizar():
            final()
            resetear_tabla()
            rellenar()
     
                   
    #################INTERFAZ GRAFIC
    ventana = Tk()
    class  nume:
            def una(self):
                    matriz[0] = 1
                    button1.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
            def dos(self):
                    matriz[1] = 1
                    button2.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
            def tres(self):
                    matriz[2] = 1
                    button3.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
            def cuatro(self):
                    matriz[3] = 1
                    button4.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
            def cinco(self):
                    matriz[4] = 1
                    button5.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
            def seis(self):
                    matriz[5] = 1
                    button6.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
            def siete(self):
                    matriz[6] = 1
                    button7.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
            def ocho(self):
                    matriz[7] = 1
                    button8.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
            def nueve(self):
                    matriz[8] = 1
                    button9.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
            def diez(self):
                    matriz[9] = 1
                    button10.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
            def once(self):
                    matriz[10] = 1
                    button11.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
            def doce(self):
                    matriz[11] = 1
                    button12.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
            def trece(self):
                    matriz[12] = 1
                    button13.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
     
            def catorce(self):
                    matriz[13] = 1
                    button14.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
                   
            def quince(self):
                    matriz[14] = 1
                    button15.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
     
            def diesiseis(self):
                    matriz[15] = 1
                    button16.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
     
            def diesisiete(self):
                    matriz[16] = 1
                    button17.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
     
            def diesiocho(self):
                    matriz[17] = 1
                    button18.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
                   
            def diesinueve(self):
                    matriz[18] = 1
                    button19.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
            def veinte(self):
                    matriz[19] = 1
                    button20.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
     
            def veintiuno(self):
                    matriz[20] = 1
                    button21.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
            def veintidos(self):
                    matriz[21] = 1
                    button22.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
                   
            def veintitres(self):
                    matriz[22] = 1
                    button23.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
                   
            def veinticuatro(self):
                    matriz[23] = 1
                    button24.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
     
            def veinticinco(self):
                    matriz[24] = 1
                    button25.config(bg="#5BADFF")
                    imp(matriz,5)
    core = nume()
    def resetear_tabla():
            c = 0
            for i in matriz:
                    matriz[c] = -1
                    c+=1
            for t in botones:
                    t.config(bg="#FFFFFF")
    def borrarmem():
            memoria = []
            cPickle.dump(memoria,open("memoria.mem","wb"))
     
    def rellenar():
            c = 0
            if candidatos == {}:
                    return 0
            for i in candidatos[y]:
                   
                    if c == len(botones):
                            break
                    if i == 1:
                            botones[c].config(bg="#01D826")
                    if i == -1:
                            pass
                    c+=1
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    ###botones interac
    ventana2 = Tk()
    ventana.title("Mem  by Rokerlauncher96")
    ventana.config(bg="#ECFFFF")
    ventana2.geometry("180x200+450+350")
    ventana2.title("Panel")
     
    ventana.geometry("300x300+100+100")
    aprender=Button(ventana2,text='Aprender',command=aprender,width=455).pack()
    aprender=Button(ventana2,text='Analizar',command=analizar,width=455).pack()
    aprender=Button(ventana2,text='Resetear valores',command=resetear_tabla,width=455).pack()
    Label(ventana2,text="_____________________________").pack()
    aprender=Button(ventana2,text='Borrar memoria',command=borrarmem,width=455).pack()
    #######5
    button25=Button(ventana,text='25',command=core.veinticinco,bg="#FFFFFF")
    button25.place(relx=0.73, rely=0.77, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    button24=Button(ventana,text='24',command=core.veinticuatro,bg="#FFFFFF")
    button24.place(relx=0.58, rely=0.77, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    button23=Button(ventana,text='23',command=core.veintitres,bg="#FFFFFF")
    button23.place(relx=0.43, rely=0.77, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    button22=Button(ventana,text='22',command=core.veintidos,bg="#FFFFFF")
    button22.place(relx=0.28, rely=0.77, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    button21=Button(ventana,text='21',command=core.veintiuno,bg="#FFFFFF")
    button21.place(relx=0.12, rely=0.77, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    #######4
    button20=Button(ventana,text='20',command=core.veinte,bg="#FFFFFF")
    button20.place(relx=0.73, rely=0.60, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    button19=Button(ventana,text='19',command=core.diesinueve,bg="#FFFFFF")
    button19.place(relx=0.58, rely=0.60, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    button18=Button(ventana,text='18',command=core.diesiocho,bg="#FFFFFF")
    button18.place(relx=0.43, rely=0.60, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    button17=Button(ventana,text='17',command=core.diesisiete,bg="#FFFFFF")
    button17.place(relx=0.28, rely=0.60, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    button16=Button(ventana,text='16',command=core.diesiseis,bg="#FFFFFF")
    button16.place(relx=0.12, rely=0.60, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    #######3
    button15=Button(ventana,text='15',command=core.quince,bg="#FFFFFF")
    button15.place(relx=0.73, rely=0.43, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    button14=Button(ventana,text='14',command=core.catorce,bg="#FFFFFF")
    button14.place(relx=0.58, rely=0.43, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    button13=Button(ventana,text='13',command=core.trece,bg="#FFFFFF")
    button13.place(relx=0.43, rely=0.43, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    button12=Button(ventana,text='12',command=core.doce,bg="#FFFFFF")
    button12.place(relx=0.28, rely=0.43, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    button11=Button(ventana,text='11',command=core.once,bg="#FFFFFF")
    button11.place(relx=0.12, rely=0.43, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    #######2
    diez = button10=Button(ventana,text='10',command=core.diez,bg="#FFFFFF")
    button10.place(relx=0.73, rely=0.26, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    nueve = button9=Button(ventana,text='9',command=core.nueve,bg="#FFFFFF")
    button9.place(relx=0.58, rely=0.26, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    ocho = button8=Button(ventana,text='8',command=core.ocho,bg="#FFFFFF")
    button8.place(relx=0.43, rely=0.26, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    siete = button7=Button(ventana,text='7',command=core.siete,bg="#FFFFFF")
    button7.place(relx=0.28, rely=0.26, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    seis = button6=Button(ventana,text='6',command=core.seis,bg="#FFFFFF")
    button6.place(relx=0.12, rely=0.26, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    #######1
    cinco1 = button5=Button(ventana,text='5',command=core.cinco,bg="#FFFFFF")
    button5.place(relx=0.73, rely=0.09, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    cuatro1 = button4=Button(ventana,text='4',command=core.cuatro,bg="#FFFFFF")
    button4.place(relx=0.58, rely=0.09, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    tres1 = button3=Button(ventana,text='3',command=core.tres,bg="#FFFFFF")
    button3.place(relx=0.43, rely=0.09, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    dos1 = button2=Button(ventana,text='2',command=core.dos,bg="#FFFFFF")
    button2.place(relx=0.28, rely=0.09, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    uno1 = button1=Button(ventana,text='1',command=core.una,bg="#FFFFFF")
    button1.place(relx=0.12, rely=0.09, relwidth=0.13, relheight=0.15)
    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]
    ventana2.mainloop()
    ventana.mainloop()


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

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

Saludos!







No tienes permitido ver los links. Registrarse o Entrar a mi cuenta
Julio 26, 2014, 11:01:17 AM #2
Recien lo veo!!! En verdad esta genial!!
{Flemon}
No intentes pararme, trata de defenderte, trata de matarme, pero de cualqueir forma TE SUPERARE
Julio 26, 2014, 01:43:34 PM #3
Parece muy interesante, a ver si somos los de Underc0de los primero en montar el primer cerebro artificial replica del cerebro humano xD
Marzo 28, 2015, 12:57:09 AM #4
esta muy interesante ANTRAX, una pregunta esta hecho en python 2 o 3, podrias recomendarme un ide para probar la neurona?
muchas gracias
Marzo 28, 2015, 01:04:27 AM #5
Hola Venaz123, es Python 2.x
Y yo utilizo Sublime Text 3 y luego lo corro desde la consola.

Saludos!
ANTRAX

Marzo 28, 2015, 06:23:20 PM #6
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
Marzo 29, 2015, 02:16:21 AM #7 Ultima modificación: Marzo 29, 2015, 02:24:19 AM por Once
No tienes permitido ver los links. Registrarse o Entrar a mi cuenta
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
crear()
memoria = cPickle.load(open("memoria.mem","rb"))


Saludos!







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Marzo 30, 2015, 10:56:33 AM #8
Muchas  gracias Once si era eso  :)  :D

Saludos
Abril 29, 2015, 11:12:40 PM #9
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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