KI und Programmierung
Künstliche Neuronale Netze im Open Roberta Lab
#xNN
Erklärbare KI
Wie funktionieren Künstliche Neuronale Netze?
Wie programmiere ich sie selbst?
Künstliche Intelligenz (KI) wird oft als komplexe Technologie wahrgenommen, die nur von Fachleuten verstanden und gestaltet werden kann. Dabei eröffnet Dir das Open Roberta Lab eine intuitive Möglichkeit, Künstliche Intelligenz selbst zu programmieren, zu trainieren und zu testen. Durch die grafische Programmierung kannst Du die Grundprinzipien künstlicher Neuronaler Netze selbst erleben und anwenden.
Programmiere Deine eigene KI
Du kannst es nicht erwarten loszulegen?
Wechsel ins Open Roberta Lab und beginne mit dem Erstellen Deines eigenen Neuronalen Netzes. Und wenn Du mal nicht weiterkommst, helfen Dir unsere Einführungsmaterialien bestimmt weiter.
Künstliche Neuronale Netze in der Anwendung mit Robotern
Der Roboter und die Simulation
Künstliche Neuronale Netze lassen sich im Open Roberta Lab nutzen, um einen Roboter selbstständig in seiner Umwelt zu bewegen. Der Roboter kann durch Sensoren Informationen aus der Umgebung aufnehmen, sie an das Netz weiterleiten, dessen Ergebnisse entgegennehmen und mittels Aktoren (z.B. Motor-Block) die Umgebung beeinflussen:
Was passiert in der Simulation?
- Im Beispiel erhält der Motor-Block des Roboters den Ausgabewert des Neurons Tempo
- Dieser wird als Geschwindigkeitswert in % interpretiert
- Ist der Wert positiv, fährt der Roboter vorwärts und hält an, wenn der Mindestabstand zum Objekt erreicht ist
- Ist der Wert negativ, weil sich das Objekt auf den Roboter zubewegt, fährt er rückwärts, bis der Mindestabstand wieder hergestellt ist.
Das Programm
Das folgende Beispiel zeigt, wie das Neuronale Netz genutzt werden kann, um einen Roboter so zu programmieren, dass er einen Abstand von z.B. 30 cm zum nächsten Objekt einhält:
Was macht das Programm?
- Die Variable Abstand wird mit dem Wert 30 belegt und an das Eingangsneuron Ziel übergeben
- Das Eingangsneuron US erhält als Eingabewert den Wert eines Ultraschallsensors am Roboter
- Der Wert des Ausgabeneurons Tempo dient dann als Geschwindigkeitswert für die Fahrt des Roboters
Das Neuronale Netz
Im Reiter „Neuronales Netz NEPOnn“ wird das Neuronale Netz erstellt. Es können Neuronen und verborgene Schichten erzeugt, Kantengewichte und Bias eingestellt sowie die gewünschte Aktivierungsfunktion ausgewählt werden:
Wie berechnet sich der Wert eines Neurons?
- Die Berechnung des Werts an Tempo ergibt sich im Beispiel wie folgt:
Tempo = 1*US − 1*Ziel- Bei einem Abstand von mehr als 30 cm, z.B. 70 cm, ergibt sich also ein positiver Wert, z.B. 1*70 − 1*30 = 40
- Bei einem Abstand von weniger als 30 cm, z.B. 20 cm, ergibt sich dagegen ein negativer Wert, z.B. 1*20 − 1*30 = −10
Deine Einführungs- und Übungsmaterialien zu Neuronalen Netzen
#101
Programmierung von Künstlichen Neuronalen Netzen mit Open Roberta xNN
Diese Folien bieten Dir einen ersten Einstieg in die Programmierung eigener Künstlicher Neuronaler Netze mit dem Open Roberta Lab.