Bölümler | Kategoriler | Konular | Üye Girişi | İletişim


Bilgisayarlar ve Suni Sinir Ağları

Akıl, zekâ, muhakeme ve konuşma gibi mucizevî kabiliyetlerle yaratılarak diğer canlılardan ayrılmış olan insanoğlu, bazı anatomik ve fizyolojik hususiyetlerinden ilhâm alarak, birçok icad yapmış ve medeniyetini zenginleştirmiştir. İnsan beyni, histolojik yapısıyla 60 milyar hücrenin teşkil ettiği bir entegre sistem olarak, her saniye yaptığı milyonlarca işlemle, bir yaratılış mucizesi olduğunu; düşünen herkese apaçık göstermektedir. Koklama, görme, tat alma, işitme, dokunma gibi duyular yanında, konuşma, kızgınlık, sevinç gibi daha birçok insanî hususiyetimize ait göstergelerin ve bunlara ait hafızanın işleyişindeki -% 90'ı sudan yapılmış- beyin denen sırlı organın, maddî gerçekliği ile örtüşecek gibi görünmediği hususunda -materyalist olmayan- birçok nörolog, fikir birliğine sahiptir. Ve bunlar beyin ile ruhun münasebetine dikkat çekmektedir.

Bilgisayar dünyasındaki çalışmalar, donanım (hardware) ve yazılım (software) olmak üzere iki sahada yürütülmektedir. Sinir hücrelerinden yapılmış beynimize karşılık gelen bilgisayarın donanım kısmındaki işlemciler ve benzeri çiplerin (elektronik entegre devreler) daha az hacimde (küçük) üretilmesi, aynı zamanda daha fazla işlemi daha kısa sürede yapabilmesi arzulanan hedeftir.1 Gerçekten de, daha birkaç yıl önce üretilen ile bugünkü en gelişmiş çip arasında bu mânâda önemli farklılıklar olduğu gibi, yarın üretilecek olanların da bugünkülerden çok daha küçük ve daha fazla işlemi daha kısa sürede yapabilecek çapta olacağı açıktır.

Beynimizdeki işlemlerin benzeri diyebileceğimiz, zihne karşılık gelen yazılım (program) ise, sözünü ettiğimiz gelişmeleri program yazılımları şeklinde hayata yansıtmaktadır. Yazılan programlar, çiplerin kapasitesine paralel olarak bilgisayarları daha bir marifetli kılmaktadır. Bu programlar olmazsa, bilgisayar işe yaramayan bir elektronik cihaz olmaktan öteye gidemezdi.

Sanayi, haberleşme, askerî ve benzer sahalardaki gelişmiş teknolojiler, bilgisayarlardaki bu gelişmelerle karşılaşmamızı, bilgisayarlı sistemlerin hayatımızın âdeta bir parçası haline gelmesini sağlamaktadır. Her gün piyasaya sunulan yeni özellikler eklenmiş cep telefonları, insan bedeninde farklı analizleri yaparak teşhis ve tedavi kolaylıkları sunan tıbbî cihazlar, üretimde kullanılan ve en az hata ve düşük maliyetle çalışan robotlar, hedefe kilitlenen silâhlar konu ile alâkalı akla ilk gelen misallerdir.

Bilgisayar yazılımları ve ileri teknoloji ile üretilmiş algılayıcılar, zamanla bilgisayarları insanlarla iletişim kurabilir hale getirmiştir: sesle kontrol edilen sistemler, gözün iris tabakasından insan tanıyan sistemler, parmak izinden insan tanıyan sistemler, ekrandaki işaretlere parmak dokundurarak yapılan kumanda işlemleri gibi... Bu tip sistemler, insandan veya ortamdan bilgisayara mesaj taşıyan sinyaller ve özel algılayıcılarla elde edilmektedir. Bu algılayıcıların en önemli özellikleri, çıkışlarından elde edilen sinyalin çok zayıf olması ve ürettikleri sinyaller arasında çok küçük farklılıklar olmasıdır. Bir bankada binlerce müşterinin iris tabakasından tanınması, önceden alınan kayıtlar ile bankamatik cihazının üzerindeki iris tarayıcıdan gelen sinyalin, bilgisayar ile değerlendirilip karşılaştırılmasıyla olmaktadır. Bu işlemde, herhangi bir şahsın iris sinyalleri ile diğer bir şahsın iris sinyalleri arasındaki küçük farklılıklardan faydalanılmaktadır. Bu ve benzeri sistemlerde, karmaşık program yapıları kullanılmakta ve bu yazılımlar, uzman sistemler (expert systems) veya sunî zekâ (artificial intelligence) gibi adlarla sınıflandırılmaktadır. Bu programlarla insanlar, bir yönü ile insanı taklit maksatlı ancak insan duyularından hassas ve net kriterler ile işlem yapabilmeyi hedeflemektedir.

Burada sıkça dile getirilen, hattâ bilim-kurgu filmlerinin konusu olan, "Bir gün insanlarla rekabet edebilen, hattâ savaşan bilgisayarlar olacak mı?" sorusu akla gelebilir. Teknolojideki bu hızlı gelişme orta vadede insanlarla diyalog halinde olabilen, onları anlayabilen, fikir geliştirebilen robotları, artık hayal olmaktan çıkarıp, gerçekleştirilebilecek bir hale getirmiştir. Soruya verilebilecek menfî bir cevap, yine insana dayanmaktadır. Yarınları cehenneme çevirecek gelişmeleri gerçekleştirmesi, bugünkü insanlık anlayışından beklenebilecek bir durumdur. Çünkü günümüzdeki çevre facialarına sebep olan anlayış ile sözünü ettiğimiz gelişmelerin temel dinamiğini oluşturan anlayış, farklı anlayışlar değildir. Şayet dünya bir gün insan ve kâinata Yunusça bakabilmeyi becerebilirse veya mevcut medeniyet anlayışına Yunus'un bakışı nüfuz edebilirse yaratılanı Yaratan'dan ötürü seven bir medeniyet, insan ve tabiatla barışık olduğundan böyle korkular yersiz olacaktır.

Sunî Sinir Ağları

Algılayıcılar ile birleştirilmiş insan ile iletişimi hedefleyen sistemlerin adım adım geliştirilmesi karmaşık yapıdaki yazılımlar, sunî sinir ağları ve fuzzy (bulanık, nispi mantık) sistemlerle düşünülmektedir. Bilindiği gibi insan, geliştirdiği birçok üründe tabiatı model almıştır. Sunî sinir ağları da, bir yönüyle bir sinir hücresinin öğrenme işinde nasıl davrandığını ve nasıl çalıştığını model kabul eden yazılımlardır. Fuzzy sistemler ise, sinir hücresinin çalışmasından ziyade insanın muhakeme kabiliyetini model alır. Bunlar siyah ve beyaz arasındaki sonsuza giden gri tonları veya sıfır ile bir arasında sonsuz değerlerin olduğunu kabul ederek, bir karar kriteri teşkil etmeye çalışır.

Sunî sinir ağları konusundaki araştırmaların gâyesi; insan beyninin hesapları nasıl oluşturduğunu ve nasıl yaptığını anlamak ve daha sonra bu hesaplama gücünü taklit eden veya tekrarlayan sinir ağı modellerini oluşturmaktır. Sunî sinir ağları; gerçek nesnelerin biyolojik sistemlere benzer şekilde gösterilmelerini sağlayan işlem elemanları olarak tanımlanan basit sinir hücrelerinin, paralel bağlı düzenlemeleri ile oluşturulur.

Burada bir sinir hücresi nasıl çalışıyorsa, yazılım olarak oluşturulan ve birim sinir hücresine karşılık gelen program bölümleri de aynı şekilde çalışır. Bir sinir hücresinde; soma adı verilen bir gövde, bu gövdeye bağlı bir akson ile çok sayıdaki dentrit isimli uzantılar esas kısımları oluşturur. Gövdeden ağaç kökleri gibi çıkan dentritler üzerinde, diğer sinir hücrelerinin dentritleri ile bağlantı sağlayan sinapslar (birleşim yerleri, kavşaklar) vardır. Bir sinir hücresi, akson üzerinden gelen elektrikî uyarı sinyalini, bu sinyalin bir eşik değerden büyük olup olmamasına bağlı olarak, sinapslar üzerinden diğer sinir hücrelerine ulaştırır veya ulaştırmaz. Yani bir duyu (sinir) hücresi tek başına çalışır; ama yaptığı iş, sinir ağının bir parçası ise anlamlı olur. Burada öğrenme işleminin nasıl olduğu akla gelir. Gerekli bilgilerin beynin hatırlama merkezindeki sinir hücrelerine yazıldığı kabul edilmiş ve buradan hareketle geliştirilen sunî sinir ağı programlarından netice alınmıştır.

Bir sinir hücresi; bağlantı halinde olduğu diğer hücrelerden gelen sinyalleri, yine bağlantısı olan başka hücrelere iletip iletmeme işlemleri bilgisayar programı olarak yazılabilir, ancak bir canlı sinir hücresi, sunî sinir hücresinden karşılaştırılamayacak kadar daha kompleks ve daha fazla sinir hücresi ile bağlantılıdır. Bir canlı nöronun diğer sinir hücreleri ile bağlantı noktası (sinaps) adedi 1.000 ile 10.000 arasında olabilir.

Sunî sinir hücresi de; kendisine gelen bir giriş değeri, belirlenmiş eşik değerinden büyük ise çıkış üretir, değilse üretmez (Şekil 2). Çıkış sinyali üretildiyse -canlı sinirlerinde olduğu gibi- bir sonraki sinir hücreleri grubuna iletilir (Şekil 3). Her bir hücre, çıkışını bir sonraki grubun bütün hücrelerine giriş olarak iletir.

Şemadaki her bir kare, bir hücre yapısını temsil etmektedir ve görüldüğü gibi üç gruba ayrılır: giriş, gizli tabaka ve çıkış. Bu grupların her birisi tabaka (layer) olarak kabul edilir ve gizli tabaka, yapılacak işlemin karmaşıklığına göre birden fazla olabilir. Görüldüğü gibi tabakaların bulundukları yerler, insan sinir sisteminin çalışmasına benzer şekildedir. Giriş katındaki hücreleri beş duyumuza benzetebiliriz. Buradan hareketle yazılan bir sunî sinir ağı programı ile, bir robota soğuktan ve sıcaktan sakınmasını öğretebilir, onun görmesini sağlayabilir ve gördüğü bazı cisimlere karşı birtakım davranışları yaptırabiliriz (Robotun da bir bilgisayar olduğu unutulmamalı). Tabiidir ki bunların yapılabilmesi için, giriş katındaki hücrelere uygun algılayıcılar (sensör) bağlanması gerekir. Meselâ sıcaklık algılama için ısıya bağlı sinyal üreten bir sensör çıkışında, belli bir seviyenin üstünde sinyal üretilince robotun geriye çekilme mekanizmaları harekete geçirilebilir, üşüme (belirli bir ısı derecesinin altında) durumunda ise, sıcaklık kaynağına doğru hareket ettirilebilir veya görme için bir kameradan gelen görüntüler, daha önceden tanımlanmış bir cisme benzediğinde, o cisme doğru bir hareket yaptırılabilir.

Sunî sinir ağları elbette sadece robot uygulamalarında kullanılmaz. Bunlar, tıbbî teşhis, pazar/tüketici profillerinin çıkarılmasında, görüntü ve ses tanıma, malzemehücre-mikrop vb. mikro yapıların tanımlanması gibi sınıflandırma işlemleri ile, ekonomik göstergeler, enerji ihtiyaçları, pazar paylarının geleceği, hava tahminleri gibi önceden tahmin işlemleri ve bilgisayarlar için veri sıkıştırma, endüstride işlem (process) kontrol, kaynak işlemlerindeki kontroller gibi teknolojik alanlarda da yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Görüldüğü gibi sunî sinir ağlarının kullanım sahaları çok fazla ve birbirinden oldukça farklıdır.

Sunî sinir ağlarının temel özellikleri

Bunların özellikleri; problemleri nasıl çözeceklerini öğrenmeleri, bunun için örnek veri (data) ve öğrenme biçimlerinin kullanılması; kullanılırlarken uzman bilgisine ihtiyaç duymamaları; değişik veri kalıplarını ayırt etmede önemli özellikleri ve münasebetleri kendi içlerinde tanımaları için eğitilmeleri, şeklinde özetlenebilir.

Bir sunî sinir ağı çalıştırıldığında, önce eğitme işlemi gerçekleştirilir. Bunun için program iki işlemden birine ihtiyaç duyar; ya kullanıcının verdiği bilgiler kullanılarak ulaşılacak sonuçlar bildirilir ya da kendisinin bazı sonuçları üretmesi istenir. Bu her iki öğrenme, insanın öğrenme metotlarından farklı değildir. Bir çocuğa kuşları gösterir ve her birisinin adını söyleriz. Artık, çocuk kuşları isimleri ile bilir. Ancak o çocuğa hiçkimse kuştan söz etmese, zaman içinde kanadı, gagası olan ve belli bir anatomiye sahip varlıkları, kendi kafasında sınıflayacak, hattâ kendine göre onlara bir isim verecektir. Bu misalde insan ve bilgisayar arsındaki fark, insanın muhakeme gücü ile bu hâdiselere isim koyabilmesi; bilgisayarın ise bu öğrenmede, sözgelimi sadece kanat, gaga ve ayaklar gibi bazı ortak noktaları tespit edip, bir grup olarak tutmasıdır. İsim koymak ve programa isim koyma özelliği katmak, o programı yapan ve kullanan kişilere yani yine insana kalmış bir hususiyettir. Eğitme işlemi bittikten sonra artık bilgisayara istenen girişler uygulanıp anında istenen sonuçlara ulaşılabilir.


Şaban SARSILMAZ


Teknolojik Gelismeler

MollaCami.Com