Implementace učení RBF sítí

V části 2.4 jsme popsali řadu metod pro učení RBF sítí. Nyní chceme realizovat systém, přesněji komponentu systému Bang2, který bude realizovat uvedené metody. Budeme používat sítě s Gaussovskými jednotkami, všechny metody však implementujeme tak, aby byly co nejméně závislé na typu použité radiální funkce a umožňovaly v budoucnu rozšíření pro práci s obecnou radiální basickou funkcí.

Nejprve si položme otázku, zda by měl být tento systém opravdu pouze jednou komponentou, jedním agentem. Existuje několik důvodů proti. Za prvé učení RBF sítě obsahuje několik podproblémů, které jsou obecného charakteru, například vektorovou kvantizaci nebo řešení soustavy lineárních rovnic metodou nejmenších čtverců. Bude tedy užitečné mít vždy samostané agenty na řešení těchto podproblémů. Dále chceme mít otevřenou cestu pro nové kombinace metod, nové metody apod. Proto se zdá výhodné realizovat jednotlivé metody odděleně a spojovat je podle potřeby.

Obrázek 6.2: Agenti zapojení do učení RBF sítě. Čárkovaná šipka znározňuje tok XML zpráv, plná šipka přenos binárních dat.

Skutečná situace je zobrazena na obrázku 6.2. Hlavní roli tu hraje RBF agent, který představuje správce RBF sítě, umí komunikovat s uživatelem a udržuje potřebné informace o konfiguraci sítě a učení. Sám však neovládá žádný ze způsobů učení. Ale dokáže si najít agenta, který je na danou metodu specializován a provede ji za něj. Většina ostatních agentů na obrázku tedy představuje jednotlivé učící metody.

Ještě uveďme několik speciálních agentů. Agent Tréninková množina umožňuje přístup k souboru s tréninkovou množinou a během učení se k němu podle potřeby připojují ostatní agenti. Na obrázku není znázorněn agent TclShell realizující grafické uživatelské prostředí pomocí knihovny Tcl/Tk. V případě, že je tento agent přítomen, připojují se k němu všichni agenti a umožňují tak uživateli konfiguraci prostřednictvím grafického prostředí. Dále je možno připojit agenta jménem Plotter, který nabízí grafické výstupy pomocí Gnuplotu. Agenti Tréninková množina, TclShell a Plotter jsou součástí systému Bang2.

V následujích kapitolách popíšeme jednotlivé agenty v tomto pořadí: RBF agenta a V/V rozhraní (6.2.1), abstraktního agenta, definujícího rozhraní všem iteračním agentům (6.2.2), agenty realizující třífázové učení (6.2.3), agenta pro gradientní učení (6.2.4) a agenty spolupracující na realizaci genetických algoritmů (6.2.5).

Každý agent v systému Bang2 je identifikován jménem, proto budeme v dalším textu jednotlivé agenty označovat jmény. Tato jména jsou uvedena na obrázku 6.2, který slouží k orientaci mezi agenty. V případě nejasností je dobré se k němu vrátit.

U každého agenta také uvedeme jméno webové stránky, na které lze najít informace o daném agentovi a seznam zpráv, které přijímá. Stránky jsou součástí on-line dokumantace [12, oddíl Man].