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Some other old good stuff

Fabio Ruini’s blog

Because Italians do it better! What the f**k? Ehm… the blogs, I mean… obviously! :-/

Archivio per Novembre, 2006

Anplagghed al cinema

L’allegra combriccola di via Bertolè (un emiliano, un romano non de Roma, una tedesca e una albanese, mancava il casertano) ha mosso i suoi primi passi assieme fuori dalle sedici mura domestiche (abbiamo un appartamento dalla forma un po’ strana, me ne rendo conto…). Destinazione multisala Jolly, alias un cinema squalliduccio nei pressi della stazione Tiburtina. Dopo non so quanto tempo di astinenza, il sottoscritto é tornato a sedersi su una poltroncina a guardarsi un film. Che, per fortuna (dato che non mi va), non è neanche che si possa commentare più di tanto.

Anplagghed al cinema

Il film è “Anplagghed al cinema” degli inossidabili Aldo, Giovanni e Giacomo. Uddio, che un pochino forse si tanno ossidando però. Film gradevole, montato con spezzoni ritagliati da vari spettacoli teatrali del trio, e alcune scene a dir poco esilaranti. Però, non so. Nel complesso mi pare un po’ “roba già vista”. Che mi stia iniziando a stancare il loro tipo di comicità? Può darsi. Ad ogni modo le mie grasse risate ieri sera me le sono fatte. E magari me le farò anche al loro prossimo film, poi a quello dopo ancora, ecc ecc…

Nascosti nell’erba…

Il modello su cui sto lavorando, in qualche modo, vorrebbe arrivare a replicare alcune delle dinamiche che conducono gli esseri animali a degli stati di depressione patologica. In psicologia, una delle definizioni più comunemente accettate di “depressione” è quella che identifica come manifestazione di questa patologia l’incapacità di prendere decisioni. L’inattività in qualche modo.

Dunque, nel mio The Predator, in qualche modo deve accadere che gli organismi cercatori di cibo arrivino, di tanto in tanto, a “paralizzarsi”. Facile, sulla carta. Nella pratica, però, il problema non è così banale come potrebbe sembrare. Questo perchè il comportamento degli organismi non viene appreso per imitazione, nè tantomeno è “hardwirato”. E’ “il dio degli algoritmi genetici” (cit. Parisi), che deve metterci lo zampino. E, come dovrebbe essere abbastanza intuitivo, lo stare fermi è un comportamento del tutto antiadattivo. Dunque, per quale motivo dovrebbe evolvere, nel corso delle generazioni, un comportamento di paralisi?

Papero nascosto nell'erba

Beh, finalmente, dopo quasi un mese e mezzo di lavoro, ho avuto un’intuizione intelligente. Ho modificato il modello, facendo in modo che la “mossa” codificata dall’output della rete neurale 00 non significasse più semplicemente “rimani fermo”, ma anche “nasconditi”. Se pensiamo ad un prato con l’erba piuttosto lunga, potremmo immaginare che la nostra preda, con lo 00, si accovacci su se stessa, sfuggendo alla vista del predatore. Per come ho modificato il modello, infatti, se la preda si accovaccia, il predatore smette di vederla. Il movimento che esso compie risulta essere del tutto casuale e può quindi allontanarlo dalla preda. E’ così che questo “paralizzarsi” della preda (che in natura viene chiamato “freezing”) diventa un qualcosa di adattivo.

I risultati ottenuti mi hanno dato ragione. Questo è il raffronto, in termini di fitness media, tra le tre situazioni sperimentali esaminate finora (1: organismi con semplice rete neurale feedforward; 2: organismi dotati di unità motivazionali aggiuntive; 3: organismi dotati di unità motivazionali aggiuntive ed in grado di “nascondersi”):

Average fitness - comparison between Simulation 1, 2 and 3

Il miglioramento di fitness che si ottiene è decisamente rilevante.

Ci sarebbero anche altre cose da sottolineare, ma con questa maledetta connessione in GPRS che devo utilizzare da casa, rischierei di finire domattina. Quindi, tanto vale scrivere direttamente domattina dall’ufficio…

Commozione allo stato puro…

E’ nata. La “bestia perfetta”. Che d’accordo, proprio perfetta non è, ma che finalmente ha un comportamento decisamente sensato ed efficace. D’altronde, ogni scarrafone è bello a mamma soja. E’ un’ottima cercatrice di cibo la mia bambina. Riguardo a quanto sia in grado di fuggire in maniera efficiente da quel cattivone del predatore non lo so. In questo caso, purtroppo, il predatore è comparso solo al 92′ passo e la mia bestiolina, che gli era un po’ lontana, se ne è beatamente sbattuta i cosiddetti (che per inciso non ha, dato che si riproduce per clonazione). Ma mi piace anche questo suo menefreghismo. Sì, sì… mi ci rivedo in questa bestiolina.

Tenetevi a mente la legenda che segue:

  • - : cella vuota;
  • F : unità di cibo;
  • n/e/s/w : la mia bestiolina (l’iniziale indica la sua direzione lungo i quattro assi: north, east, sud, west);
  • 00/01/10/11 : le quattro possibili mosse della bestiaccia (00: fermo, 01: ruota di 90° in senso orario; 10: ruota di 90° in senso antiorario; 11: muovi avanti di una cella);
  • X: il predatore;

e guardate voi stessi quanto è stata brava la mia figliola prediletta a muoversi in questo ambiente…

Porco boia… ho un desiderio di paternità latente, mi sa! :-D

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Sì, un giorno sarà pure più agevole da visualizzare, lo prometto. Arriverà qui dentro sotto forma di filmatino di YouTube. Ma per il momento, un po’ di sano allenamento del dito indice per scrollare la rotellina del mouse non può che far bene…

Maledetto I-Droid 01

Maledetto. Maledettissimo coso di plastica e silicio. Maledetto che non sei altro.

Testa I-Droid 01

Mi vuoi spiegare perchè, dopo due ore che ti coccolo controllando uno per uno i tuoi ingranaggi, sfiorando con delicatezza ogni tuo sensore, ruotando con grazia ogni tue vite, tu non ne vuoi proprio sapere di piegare quella tua maledetta testolina? E perchè ti limiti ad accendere quei tuoi occhioni leddosi, emettendo il rumore di un ingranaggio che si sta per spaccare ogni qualvolta ti sfioro, invece che compiere il corretto movimento di piegare la testa in avanti, come ad inchinarti di fronte a colui (ossia il sottoscritto) che con si tanta pazienza ti ha dato sembianze umanoidi?

Metto tutto sul conto, caro I-Droid 01. Ma il prossimo weekend io e te ci rivediamo. Altrochè se ci rivediamo…

Recuperare gli arretrati

Ieri sera é venuta a trovarmi qui a Roma mia mamma, accompagnata dal compagno (questo per definizione di “compagno”, ossia “colui che accompagna”). Sono arrivati un po’ tardi, essendo partiti da Reggio Emilia nel pomeriggio. Così, uscito dal lavoro ho fatto giusto in tempo ad andarli a recuperare alla stazione (per me ancora è un mistero il come abbiano fatto a pescare un treno che li portasse alla Tiburtina e non a Termini), accompagnarli all’hotel ed andare a mangiare qualcosa insieme. Ci è voluto più di un mese, ma finalmente il sottoscritto è riuscito a “mangiare romano”. In una trattoria veramente rustica. Ma dove fanno da mangiare in maniera spettacolare. Polpette di pollo come antipasto, rigatoni all’amatriciana, saltimbocca alla romana, trippa (semplicemente favolosa), abbacchio con patate arrosto (inclassificabile, ma in senso buono), un altro secondo che al momento non ricordo, torta di limone, caffè e amaro (abruzzese, questo… per quanto la gente di Roma sembri tutta romana, si scopre sempre che orginario di lì non c’è praticamente nessuno). E abbiamo pure speso una fischiata. L’unico inconveniente è accaduto verso le 22.50, quando mi sono ricordato che la metro chiude alle 23.00. Mettersi a correre con tutta la succitata roba nello stomaco non è una bella esperienza. Davvero, ve la sconsiglio di cuore.

Comunque sia, smaltite nella notte le mie questioni stomaco-intestinali, stamane la sveglia ha suonato presto. Partenza da Castro Pretorio alla volta di Porta Pia. Poi via a piedi in direzione Quirinale, con fermata obbligatoria in tutte (sottolineo tutte e, credetemi, sono davvero tante) le chiese incrociate lungo il cammino, compresa una nella quale era appena finito un matrimonio e dove ci siamo uniti nell’applauso agli sposi. Sto provando a fare un riepilogo di tutto quello che abbiamo visto oggi, ma i nomi delle varie chiese proprio non me li ricordo. In ordine più o meno sparso, comunque, abbiamo visitato: Porta Pia, la piazza del Quirinale, la galleria Alberto Sordi (non proprio un’attrattiva storico-culturale, ma comunque molto carina), la piazza di Palazzo Chigi, quella di Montecitorio, la Fontana di Trevi, il Pantheon, Piazza Venezia, il Vittoriano/Altare della Patria, il carcere mamertino, la via dei fori imperiali e il Colosseo.

Tutto semplicemente splendido. Ma dire questo è scontato. In particolare mi sono piaciute da morire due cose.

In primis il Museo Centrale del Risorgimento Italiano, ospitato all’interno del Vittoriano. Un pezzo di storia (pre)italiana a tratti commovente. Spettacolare la teca all’interno della quale è contenuto lo stivale che aveva indosso Garibaldi quando venne centrato da un colpo d’arma da fuoco

Affusto di cannone utilizzato per trasportare al Vittoriano la salma del Milite Ignoto

In secondo luogo, strasuggestivo il carcere mamertino. Vista l’ora tarda ed il fatto che in quanto a religione non sono mai stato particolarmente ferrato, lascio che sia Wikipedia a scrivere al posto mio:

Non esistono prove certe della permanenza di San Pietro e San Paolo. La tradizione è comunque molto antica e la trasformazione del carcere in chiesa (chiesa di San Pietro in carcere) si fa risalire al quarto secolo d.C. per volere di papa Silvestro I.
La leggenda vuole che S.Pietro, scendendo nel Tullianum, cadde battendo il capo contro la parete lasciando in tal modo la propria impronta nella pietra (dal 1720 protetta da una grata). Rinchiusi nella segreta, assieme ad atri seguaci, i due apostoli fecero scaturire miracolosamente una polla d’acqua e riuscirono a convertire e battezzare i custodi delle carceri , Processo e Martiniano, martiri a loro volta. I due apostoli non furono uccisi qui perché San Pietro fu condotto sul colle Vaticano e San Paolo alle Acque Salvie (l’attuale Abbazia delle Tre Fontane).

Sto rileggendo questo post, prima di pubblicarlo. E, non so perchè, la prima parte mi dà molto l’impressione del “tema della medie”. Evidentemente, a stare con la mia cara mammina tutto il giorno, si è risvegliata la componente infantile che c’è in me. Ed è pure bello scoprire che questa parte di me c’è sempre.

Italiani eterni mammoni, dunque? Sì, e con vanto! :-)

Eraserhead – La mente che cancella

La più totale, disturbante ed insana deviazione mentale di Lynch trova in questo film la sua espressione culminante, la sua apoteosi, nonostante sia l’opera prima di quello che è, ad unanime consenso, uno dei più geniali ed innovativi registi al mondo (candidato per l’Oscar alla regia per l’ultimo “Mulholland Drive”). Cinque anni di lavorazione, tempestati di problemi e difficoltà per la realizzazione di questo incubo di celluloide, talmente fuori dalle righe da poter essere inserito in più di una categoria, inclusa quella horror, ma sempre mantenendo il suo status di film d’autore.

Eraserhead - La mente che cancella

“Recuperare” in questo caotico insieme di visioni una trama certa è un’impresa ma le linee guida sono evidenti. La storia ruota attorno al personaggio di Henry Spencer (quello dall’improbabile capigliatura che vedete sulla locandina) stralunato e disadattato figuro che si ritrova sposato con una donna minorata, vittima di una famiglia totalmente folle, prodotto di una società dei bassifondi in una città industrializzata e grigia. La loro unione darà “vita” ad un essere informe, pressoché inumano che renderà infernale la vita nello squallido monolocale dove i tre si ritrovano a stretto contatto per la maggior parte della giornata. Il piccolo (orribilmente somigliante ad una sorta di girino…) passa il tempo a piangere esasperando i nervi della donna che tornerà dalla famiglia lasciando Henry alle prese con il bambino. Lo stesso Henry in una scena da spavento aprirà le bende che lo fascino ponendo fine alla vita dello stesso, prima di precipitare in un delirante finale in tipo Lynch-style dove tutto assume connotati diversi, con personaggi assurdi (tra cui da culto quello che fabbrica gomme per cancellare con le teste delle persone!). La trama sembra a volte quasi un pretesto per farci precipitare nelle follie di Lynch in cui il logico scompare per lasciare posto ad una serie di metafore simboliche (ad esempio la donna che vive nel termosifone), un affresco malato della diversità e del delirio, ispirato nello spettatore anche dalla situazione inumana in cui si muove il protagonista che, per contro, mantiene sempre una calma incredibile anche nelle situazioni più assurde. Espressionista e surrealista fino all’inverosimile, ricco di inquadrature che si trasformano in pochi secondi, rimandi allucinati al mondo dell’assurdo (le teste del bambino che svolazzano per la stanza) e il sentore costante di fastidio ricreato dilatando in maniera anomala i tempi e i suoni, co-protagonisti dialoghi ridotti la minimio per non minare l’ermetismo della pellicola. E così, se i dialoghi sono pochi e stranianti, i rumori, i suoni regnano sovrani creando un muro suono-immagine terrificante che non può lasciare insensibili. Lontano dal poter essere chiuso in una categoria questo film disturba nel senso più reale del termine, annichilisce i sensi dello spettatore rapito da sequenze di immagini oltre ogni controllo non certo paragonabili all’innocuo intrattenimento fornito dai film horror che infestano i botteghini, passeggeri passatempi in cui l’orrore è costruito e dosato con gentilezza per non scalfire la morale di chi nel cinema vede solo intrattenimento semplicistico. Eraserhead è oltre il sopportabile…è un capolavoro e tanto basta.

(tratto da: http://www.alexvisani.com/rec_film/eraserhead.htm)

Io posso commentare questo film battendo molti meno tanti. Posso addirittura utilizzare una sola parola. Assurdo. E non in senso buono…

Momenti di vita quotidiana all’ISTC-CNR

Ero uscito per fumarmi una sigarettina, oggi pomeriggio. Con il mio bel caffè lungo da 30 centesimi, dopo aver finito di mangiare i miei due euro di panino quotidiani. Non pensavo a niente di particolare, ero proprio rilassato per un attimo, con la mente che vagava per aria. Quando proprio nell’aria ha trovato del traffico.

Che cazzo è quell’affare lì?” si è chiesto il sottoscritto ad alta voce. Quando, abbassando lo sguardo, si è trovato dinnanzi ad un inaspettato assembramento di persone tutte in piedi nel cortile interno dell’ISTC, ha pensato che qualcosa non andasse.

Invece era soltanto un piccolo (?) esperimento fatto per studiare il comportamento di alcuni sensori di prossimità, collegati ai rotori di questo coso volante.

Bello, però!

Aggiustamenti vari

Il lavoro procede alla grandissima. Prima di iniziare a modificare in maniera sostanziale il mio modello, testando architetture neurali di vario tipo, ho deciso di dedicare la giornata di oggi ad aggiustare un pochino tutti quegli aspetti che al momento potrebbero risultare un po’ ambigui.

L’assetto raggiunto dovrebbe ora essere quello definitivo. Rimane migliorabile la codifica dell’angolo visivo dei miei organismi (lo zero dell’input sensoriale corrisponde ad un oggetto posizionato alle spalle dell’organismo, creando un potenziale conflitto con la situazione di assenza dell’input), ma al momento questo non sembra essere un problema di particolare rilevanza.

Riassumendo un po’, la situazione base risulta essere ora la seguente:

  • l’ambiente è una griglia bidimensionale di 15×15=225 celle, ciascuna delle quali può essere vuota oppure contenere un organismo, un’unità di cibo o un predatore;
  • la vita di un organismo consiste in 2500 cicli di input/output, suddivisi in 25 epoche di 100 passi ciascuna;
  • ogni epoca si differenzia dalle altre per una diversa distribuzione delle unità di cibo al suo interno. Ciascuna cella può contenere un’unità di cibo con probabilità 0.25;
  • all’inizio di ciascuna epoca, l’organismo viene posizionato in una cella vuota scelta casualmente, con un orientamento (nord, sud, est, ovest) altrettanto casuale;
  • il comportamento dell’organismo è governato da una rete neurale feedforward con 4 unità di input sensoriali (2 relativi alla posizione della più vicina unità di cibo, 2 relativi al predatore), 2 unità di output motorio ed uno strato intermedio composto da 9 neuroni;
  • le informazioni sensoriali sono relative alla distanza (di Manhattan) dell’organismo dal cibo/predatore ed all’angolo che li separa (calcolato in senso orario, normalizzato nel range [0,1], a partire dalle spalle dell’organismo);
  • le due unità booleane di output codificano i movimenti dell’organismo: 11 muovi avanti di una casella verso la direzione nella quale si sta guardando, 01 ruota di 90° in senso orario, 10 ruota di 90° in senso antiorario, 00 rimani fermo;
  • quando l’organismo si muove su una casella dove è presente un’unità di cibo, questa scompare (viene “mangiata”);
  • il predatore compare una volta per ciascuna epoca, ad un ciclo scelto casualmente. Il predatore vive per un massimo di 25 cicli, per poi scomparire;
  • il comportamento del predatore è “hardwired”: il suo unico scopo è quello di muoversi verso l’organismo, cercando di catturarlo. Il movimento può avvenire liberamente nelle quattro direzioni, senza alcun problema di orientamento. Per rendere meno efficiente un comportamento altresì perfetto, all’input del predatore viene aggiunta una quantità casuale di “rumore”;
  • all’inizio della simulazione viene creata una popolazione di 100 organismi, ciascuno dei quali riceve pesi delle connessioni sinaptiche casuali, compresi nell’intervallo [-1,+1];
  • al termine della propria vita, a ciascun organismo viene assegnato un punteggio di fitness dato dalla formula: fitness = unità di cibo raccolte + (numero di catture subite * 10) ;
  • alla fine della generazione corrente i 20 individui con la fitness migliore danno origine a 5 figli ciascuno, che ereditano dai genitori i pesi delle connessioni sinaptiche, ciascuno dei quali viene mutato, con probabilità uguale a 0.25, di una quantità casuale compresa nel range [-1,+1];
  • il processo viene iterato per 200 generazioni.

L’algoritmo genetico implementato fa sì che, con il passare delle generazioni, evolvano comportamenti di approvvigionamento sempre più efficienti, così come mediamente migliora l’abilità degli organismi nel fuggire dal predatore. Questi aspetti sono ben evidenziati nei tre grafici che seguono:

Simulazione 1 - Fitness media

Simulazione 1 - Media cibo raccolto

Simulazione 1 - Numero medio di catture

Questo per quanto riguarda la prima situazione sperimentale, la “baseline”. La seconda, che prevede una modifica dell’architettura della rete neurale con l’aggiunta di uno strato di 2 neuroni tra l’input sensoriale relativo al predatore e l’hidden layer, porta ad alcuni cambiamenti nei risultati. Come previsto migliora l’abilità degli organismi nel fuggire dal predatore. Al tempo stesso decresce la loro capacità di approcciarsi al cibo. La fitness, però, complessivamente aumenta. Gli organismi della seconda simulazione, in sostanza, risultano essere “più adatti” all’ambiente nel quale vivono.

I grafici qui sotto riportano un’analisi comparativa delle due simulazioni:

Simulazione 2 - Fitness media

Simulazione 2 - Media cibo raccolto

Simulazione 2 - Numero medio di catture

Ok… per oggi direi che è tutto… :-)

E’ uscito!!

Ne avevo parlato in uno dei primissimi post di questo blog. Sembrava un qualcosa che dovesse uscire da un momento all’altro. E invece si è fatto desiderare fino ad ora. Se non altro, il suo prezzo si è abbassato dagli annunciati 299 euro ai 139 di adesso, comprensivi di un router wireless Fon.

Parlo del telefono Wi-Fi per Skype SMC.

Telefono wi-fi Skype

Esteticamente non sembra particolarmente accattivante. Dimensioni generose (115 x 49 x 18 mm), aspetto “plasticoso” (e, almeno all’apparenza, non particolarmente robusto) ed un’autonomia non dichiarata (si parla esclusivamente di una batteria Li-On da 1200 mAH, ma essendo il primo modello di questo tipo ad essere commercializzato non è possibile effettuare alcun paragone).

Comunque sia è dal punto di vista tecnico che questo telefonino può davvero risultare rivoluzionario. Qualcuno storcerà il naso di fronte all’idea di portare con sè un altro terminale in aggiunta al classico telefono cellulare. Forse, data la relativa carenza di reti wireless pubblicamente accessibili, l’Italia non è il Paese più adatto per gustarsi appieno questo prodotto. Fatto sta che, se verrà abbinato ad un’adeguata campagna di marketing che lo faccia conoscere al grande pubblico, l’SVC potrebbe davvero segnare una svolta di carattere epocale nel mondo delle comunicazioni.

PS: Questo post è dedicato a Skype, che finalmente ha deciso di far uscire una maledettissima versione per Mac OS X in grado di inviare SMS, ed a Windows, che ora non ha più motivo di esistere nella mia vita…

Chi vuol essere un utente NNFW?

In questo breve tutorial, si vedrà come utilizzare il NNFW per creare e gestire una semplice rete neurale di tipo feed-forward.

L’architettura della rete che andremo a costruire è estremamente semplice. Essa è costituita da tre strati: in input vi sono 6 neuroni continui (suddivisi in un cluster da 4 e un altro da 2), che elaborano l’informazione e la passano ai 9 neuroni continui dello strato intermedio, i quali a loro volta la processano per poi inviarla ai 2 neuroni booleani di output.

Tutto il codice scritto verrà incluso all’interno di un singolo file. Iniziamo pertanto creando un nuovo file “main.cpp”.

Innanzitutto è necessario includere all’interno del file appena creato una direttiva di inclusione relativa alle componenti delle NNFW che andremo ad utilizzare. Nel nostro caso, oltre ai generici:

#include “nnfw.h”
#include “random.h”
using namespace nnfw;

includiamo anche:

#include “fakecluster.h”
#include “biasedcluster.h”
#include “matrixlinker.h”

Nel dettaglio, la prima di queste tre istruzioni serve per includere le direttive che definiscono la classe FakeCluster, ossia quella tipologia di clusters di neuroni privi di bias e di funzioni di attivazione (pertanto “fake”). La seconda istruzione è relativa alla classe BiasedCluster (i clusters “tradizionali” di neuroni, con bias e funzione di attivazione), mentre la terza si riferisce alla classe MatrixLinker (le matrici delle connessioni tra i vari strati di neuroni).

Sistemate tutte le questioni relative alle varie inclusioni, possiamo ora addentrarci nella stesura del codice che implementa la rete neurale sopra descritta.

All’interno del main del nostro programma possiamo iniziare subito a definire la rete che vogliamo costruire, partendo dai vari clusters di neuroni. Quelli di input, innanzitutto, vengono solitamente dichiarati come FakeCluster. Nel nostro caso, rispettiamo la “convenzione” e chiamiamo i due clusters di input, composti rispettivamente da 2 e da 4 neuroni, “inputCluster1” ed “inputCluster2”:

FakeCluster *inputCluster1, *inputCluster2;
inputCluster1 = new FakeCluster(2);
inputCluster2 = new FakeCluster(4);

Mancano all’appello l’hidden e l’output layer. In questo caso dobbiamo fare ricorso alla famiglia dei BiasedCluster, per creare “hiddenLayer” (composto da nove neuroni) ed “outputLayer” (formato da due soli neuroni):

BiasedCluster *hiddenLayer, *outputLayer;
hiddenLayer = new BiasedCluster(9);
outputLayer = new BiasedCluster(2);

A differenze dei FakeCluster, i BiasedCluster devono avere una propria funzione di attivazione. Nel nostro caso, impostiamo lo strato intermedio (quindi il cluster “hiddenLayer”) come dotato di funzione di trasferimento sigmoidale, con gli estremi fissati nei punti -1.0 e + 1.0:

hiddenLayer->setFunction(ScaledSigmoidFunction(1.0, -1.0, 1.0));

Siccome vogliamo che la nostra rete neurale abbia un output booleano, la funzione di trasferimento dell’output layer (cluster “outputLayer”) deve essere impostata in maniera adeguata. Nel nostro caso facciamo in modo che il valore di uscita possa essere 0.0 o 1.0, con il valore di soglia (la somma pesata degli input che arrivano al neurone/cluster) impostato a 0.0:

outputLayer->setFunction(StepFunction(0.0, 1.0, 0.0));

Definiti tutti i clusters che compongono la rete, è giunta l’ora di stabilire le connessioni che vi sono tra essi. La classe deputata a gestire le matrici delle connessioni tra i vari cluster è MatrixLinker. Nel nostro caso, avendo a che fare con una rete feed-forward molto semplice, abbiamo soltanto tre gruppi di connessioni: quella che va dal primo cluster di input allo strato intermedio, quella che connette il secondo cluster di input con lo strato intermedio ed infine quella che collega il cluster intermedio a quello di uscita. La definizione delle connessioni è molto intuitiva:

MatrixLinker *input1-hidden, *input2-hidden, *hidden-output;
input1-hidden = new MatrixLinker(inputCluster1, hiddenLayer);
input2-hidden = new MatrixLinker(inputCluster2, hiddenLayer);
hidden-output = new MatrixLinker(hiddenLayer, outputLayer);

Il più è fatto. Ora si tratta soltando di racchiudere tutte le componenti create finora (clusters e linkers) all’interno di un “contenitore”. Si tratta della BaseNeuralNet, che possiamo creare utilizzando la seguente sintassi:

BaseNeuralNet *net;
net = new BaseNeuralNet();

Una volta creata la rete, richiamiamo il suo metodo addCluster() per inserirvi all’interno i vari clusters. Si noti che, quando si aggiungo clusters di input, la funzione di inserimento deve essere chiamata con il passaggio di due parametri, il secondo dei quali impostato sul flag booleano “true”. Quando si aggiunge invece un cluster di output, i parametri da passare devono essere tre: il secondo impostato su “false”, il terzo su “true”.

net->addCluster(inputLayer1, true);
net->addCluster(inputLayer2, true);
net->addCluster(hiddenLayer);
net->addCluster(outputLayer, false, true);

In modo del tutto simile a quello che abbiamo appena visto, andiamo ad inserire all’interno della rete neurale anche le matrici delle connessioni:

net->addLinker(input1-hidden);
net->addLinker(input2-hidden);
net->addLinker(hidden-output);

Ora non rimane che “spiegare” alla rete neurale qual è il percorso che devono seguire le informazioni immesse in input. In sostanza, quale dev’essere la “direzione” delle connessioni. Per farlo si crea un vettore di tipo UpdatableVec e, tramite il metodo setOrder() di BaseNeuralNet, si setta al suo interno la sequenza. Nel nostro caso abbimo:

UpdatableVec updatables_order;
net->setOrder(updatables_order << input1-hidden << input2-hidden << hiddenLayer << hidden-output << outputLayer);

Si noti che i clusters di input non sono stati inclusi all’interno di questa sequenza. Questo perché i due gruppi di unità neurali in questione sono stati settati come FakeClusters e, pertanto, non è di alcuna utilità il fatto che essi vengano presi in considerazione durante lo “step” della rete. Ciò sarà da tenere a mente in seguito, in quanto gli input della rete neurale non dovranno essere settati come input dei clusters di input, ma come loro output.

La creazione della rete neurale è stata completata. Non ci resta che inizializzare il seme del generatore di numeri random con l’istruzione:

Random::setSeed(time(0));

e quindi inizializzare i pesi delle connessioni sinaptiche. Nel nostro caso, siccome vogliamo che i pesi assumano un valore casuale compreso tra -1.0 e + 1.0, utilizziamo l’istruzione:

net->randomize(-1.0,1.0);

La rete neurale è finalmente pronta per essere utilizzata all’interno del proprio progetto.

A tal fine è bene osservare alcuni esempi delle funzioni più utilizzate:

net->step(); // Effettua lo “step”, ossia “aggiorna la rete” sulla base dei valori settati in input

input1-hidden->getWeight(0, 2); // Restituisce il peso della connessione tra il primo neurone di inputLayer1 ed il terzo di hiddenLayer

hidden-output->setWeight(0, 2, -0.343); // Setta il peso della connessione tra il primo neurone di inputLayer1 ed il terzo di hiddenLayer, sul valore -0.343

outputLayer->getOutput(1); // Restituisce l’output del secondo neurone di outputLayer

hiddenLayer->setInput(4, -0.3); // Imposta l’input netto del quinto neurone dell’hidden layer sul valore 0.3

inputLayer1->setOutput(1, 0); // Imposta l’output del secondo neurone di inputLayer1 sul valore 0 (essendo un FakeCluster, è come se si trattasse dell’input).

Per consultare un elenco dettagliato delle altre numerose funzioni utilizzabili, si veda la documentazione di riferimento presente sul sito ufficiale del Neural Network Framework, all’indirizzo: http://www.nnfw.org.

Per il momento, buon divertimento! :-)

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