DEEP LEARNING FOUNDATIONS · 01

從感知器到人工神經元

調整輸入、權重與偏差值,親手觀察一個神經元如何做出 0 或 1 的判斷。

01接收訊號x₁、x₂ 是輸入
02加權求和z = w₁x₁ + w₂x₂ + b
03跨過門檻z ≥ 0 輸出 1
INTERACTIVE LAB

親手控制一個感知器

選擇邏輯任務,再改變輸入或參數。

訊號如何流動

單一神經元
兩個輸入連到一個感知器,再產生二元輸出 連線旁顯示權重,中央顯示加權和,右側顯示輸出。 11 輸入 x₁輸入 x₂ w₁ = 1.0w₂ = 1.0 Σz = 0.5 1輸出 y 偏差 b = −1.5
輸入加權和輸出

把數字代入公式

即時運算
z = 1.0 × 1 + 1.0 × 1 + (−1.5) = 0.5
因為 z ≥ 0,所以輸出1 · 啟動

偏差值 b 可把判斷門檻左右移動;此處採用 z ≥ 0 時輸出 1 的階梯函數。

四種輸入,答對幾題?

4 / 4

點擊任一列,將它送進左側感知器。目標值由邏輯任務決定。

x₁x₂目標預測結果

看見決策邊界

w₁x₁ + w₂x₂ + b = 0

線的兩側會得到不同輸出;彩色點代表目前模型預測的 0 或 1。

x₁x₂
LEARNING RULE

猜錯時,感知器怎麼學?

比較預測值 y 與目標值 t。若兩者不同,就用誤差調整權重與偏差;若答對,參數不變。

wᵢ ← wᵢ + η(t − y)xᵢ | b ← b + η(t − y)

本頁固定學習率 η = 0.5。單步學習使用目前選取的輸入;完整一輪依序使用四筆資料。

先選一筆資料,再觀察參數如何變化。
FROM ONE TO MANY

從感知器,走向人工神經元

01

單一感知器的能力

它用一條直線分開兩類資料,因此可以學會 AND、OR 等線性可分的任務。

02

XOR 為何卡關?

XOR 的正例位於對角兩端,無法用單一直線分開。多訓練幾輪也無法讓單一感知器完全答對。

03

多層神經網路

把多個人工神經元接成隱藏層,並使用可微分的非線性激活函數(如 Sigmoid 或 ReLU),就能組合出更複雜的邊界。

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