私はパーセプトロンを読んでいて、Haskellにパーセプトロンを実装しようとしていました。私がテストできる限り、アルゴリズムは機能しているようです。ある時点でコードを完全に書き直すつもりですが、そうする前に、これをコーディングしている間に生じたいくつかの質問をすることを考えました。
ニューロンは、完全なニューロンを返すときにトレーニングできます。let neuron = train set [1,1]
動作しますが、train関数を変更して入力なしで不完全なニューロンを返すか、パターンマッチを実行して不完全なニューロンのみを作成しようとすると、コードは終わりのないループに陥ります。
tl; dr完全なニューロンを返す場合はすべて機能しますが、カレー可能なニューロンを返す場合、コードはループに陥ります。
module Main where
import System.Random
type Inputs = [Float]
type Weights = [Float]
type Threshold = Float
type Output = Float
type Trainingset = [(Inputs, Output)]
data Neuron = Neuron Threshold Weights Inputs deriving Show
output :: Neuron -> Output
output (Neuron threshold weights inputs) =
if total >= threshold then 1 else 0
where total = sum $ zipWith (*) weights inputs
rate :: Float -> Float -> Float
rate t o = 0.1 * (t - o)
newweight :: Float -> Float -> Weights -> Inputs -> Weights
newweight t o weight input = zipWith nw weight input
where nw w x = w + (rate t o) * x
learn :: Neuron -> Float -> Neuron
learn on@(Neuron tr w i) t =
let o = output on
in Neuron tr (newweight t o w i) i
converged :: (Inputs -> Neuron) -> Trainingset -> Bool
converged n set = not $ any (\(i,o) -> output (n i) /= o) set
train :: Weights -> Trainingset -> Neuron
train w s = train' s (Neuron 1 w)
train' :: Trainingset -> (Inputs -> Neuron) -> Neuron
train' s n | not $ converged n set
= let (Neuron t w i) = train'' s n
in train' s (Neuron t w)
| otherwise = n $ fst $ head s
train'' :: Trainingset -> (Inputs -> Neuron) -> Neuron
train'' ((a,b):[]) n = learn (n a) b
train'' ((a,b):xs) n = let
(Neuron t w i) = learn (n a) b
in
train'' xs (Neuron t w)
set :: Trainingset
set = [
([1,0], 0),
([1,1], 1),
([0,1], 0),
([0,0], 0)
]
randomWeights :: Int -> IO [Float]
randomWeights n =
do
g <- newStdGen
return $ take n $ randomRs (-1, 1) g
main = do
w <- randomWeights 2
let (Neuron t w i) = train w set
print $ output $ (Neuron t w [1,1])
return ()
編集:コメントに従って、もう少し指定します。
上記のコードで実行すると、次のようになります。
perceptron: <<loop>>
しかし、mainメソッドを次のように編集することによって:
main = do
w <- randomWeights 2
let neuron = train w set
print $ neuron
return ()
(、および印刷行に注意してくださいlet neuron
)、すべてが機能し、出力は次のとおりです。
Neuron 1.0 [0.71345896,0.33792675] [1.0,0.0]