İlk kayda değer adım 1943 yılında Warren McCulloch ve Walter Pitts tarafından atılıyor. İkisi beraber bir nöronu inceleme ve yapay bir nöron geliştirme işine girişiyorlar.
Bir canlının beyni incelendiğinde buradaki doğal işlemcileri görürüz. Ancak tabi ki sinir sistemi beyinde toplansa da aslında sinir hücreleri ile tüm vücudu sarar. Burada nöronları incelediğimizde temel yapısı hakkında bilgi sahibi olabiliriz. Bu durumda karşımıza 4 temel bölge çıkıyor ki bu bölgelere yukarıdaki şekil üzerinden erişebilirsiniz.
- Dentrit: Diğer nöronlardan gelen sinyalleri alan alıcılardır.
- Soma: Dentritlerden alınan sinyallerin işlendiği merkezi çekirdektir. Bunu gerçekten bilgisayarımızdaki işlemci çekirdeklerindeki kapılara benzetebiliriz.
- Akson: Bu kısım aynen bir elektron tabancası gibi davranır. Soma da işlenen veri burada elektrik sinyaline çevrilir ve ateşlenir. Bu yeni çıkış sinyali sinapslara aktarılır.
- Sinaps: Burada aksondan gelen elektrik sinyali diğer nöronların dentritlerine aktarılır.
Bir nesneye dokunduğunuzda parmağınızdan beyninize işte bu silsile ile veri aktarılır. Bu aktarım tahmin edebileceğiniz gibi oldukça karmaşık ve gelişmiştir. Mesela bir demir ve bir tahtaya dokunduğunuzda sadece sıcaklık değerlerinden ve yüzey pürüzlerinden bile bunu ayırabilirsiniz. Bu durum sinyallerin içinde taşıdığı verinin de ne kadar önemli olduğunu fark etmemizi sağlar değil mi?
Ancak McGulloh ve Pitts dönemin şartları sebebi ile bunu simule etmek için daha basit görünen bir yol seçtiler.
Bu konuda aydınlatıcı olacağını düşündüğüm su ısıtıcısı örneği ile başlayalım. Çok karmaşık bir mantığı olmamasına rağmen aslında çok zekice tasarlanmış bu cihaz az önce kahvem için çok kısa sürede su kaynattı. Bu aletin çalışma süreci ise şöyle:
- İçine suyu koyup düğmesine bastıktan sonra ısıtıcının altında bir rezistans çalışmaya başlar ve ısı üretilir. Şimdilik o rezistansın teknolojisi önemli değil. Bizim aradığımız daha uyanıkça bir adım.
- Isı tabandaki metal üzerinden suya akar ve suyun buharlaşma süreci hızlandırılır. Ancak unutmayın su normalde de buharlaşır. Biz bu buhar basıncının atmosfer basıncına eşit olduğu seviyeye kaynama deriz.
- Isıtıcının içinde konumlanan ve su haznesindeki buharı alt taraftaki bir çift metale yönlendiren bir tüp bulunur. Gittikçe basıncı ve sıcaklığı artan buhar bu metallerin üzerine sürülür ve temas sağlanır.
- İşte mucize burada gerçekleşiyor. Genleşme katsayıları farklı olan bu metaller beraber ısınmaya başlarlar. Isındıkça genleşen bu metallerden biri diğerine göre daha hızlı uzamak isteyecektir. İkisi birbirine yapışık olduğundan ve diğer metalin genleşme katsayısı daha küçük olduğundan bu yapı bükülür tıpkı yukarıdaki şekil’deki gibi. Bu da bir çeşit düğme ya da mantık kapısı gibi davranarak elektriği kesen bir yapı oluşturur.
Her zaman çayımı demlediğim çay setine hayranlıkla bakmak ölene kadar unutamayacağım bir mesele olacak. Aslında basit gibi görünen ama müthiş bir akıl barındıran bir teknoloji. Normalde hemen şimdi MCP (The McColloch and Pitts) nöronu hakkında derin analizlere girebiliriz ancak bir örnek daha vermek istiyorum. Bilgisayarlarımız ikili sistemde çalışıyor. İkili sistem demişken şöyle netleştireyim aslında işin temelinde hepimizin bildiği gibi 1 ve 0 var. Peki aslında elektron dalgalarından oluşan veriyi bilgisayarımız nasıl 1 ve 0’a dönüştürüyor? Şimdi de bunu konuşalım.
Ben bu kitabı yazarken klavyemden bazı tuşlara basarak aslında işlemcime bir elektrik sinyali gönderiyorum. Bu sinyal tahmin ediyorum ki analog bir sinyal. Yani kesikli 1 ve 0’lar yerine daha devamlı bir veri seti gibi düşünebiliriz. klavyem ile işlemcimin arasında bir eşik değerli yapı var. bu eşik değerli yapı sayesinde hem sinyaldeki gürültüden kurtuluyorum hem de belirlediğim eşik değerlerine göre 1 veya 0 verisini bu analog sinyal içinden alabiliyorum.
McCulloch ve Pitts nöronlar hakkında benden daha derin bir bilgiye sahipti. Yaptıkları şeylerin sebebini uzun süre geceler boyu düşündüm. Önce ne yaptıklarından bahsedeyim daha sonra da neden yaptıklarından. MCP dediğimiz nöronu girdiler alıp işleyip çıktı vermek üzere tasarladılar.
Şimdi birlikte tıplı su ısıtıcısında yaptığımız gibi bu sistemin işleyişini adım adım inceleyelim.
- $x_1$ ve $x_2$ olarak adlandırdığımız iki sinyal diğer nöronlardan bizimkine aktarılıyor.
- $g(x_1,x_2)$ fonksiyonunda toplanıyorlar.
- $f(g,\theta)$ fonksiyonu eğer $g(x_1,x_2) \geq \phi$ şartı sağlanırsa sinyal gönderiyor. Bu nokta oldukça önemli!
Bir örnek yapalım. Abis’in hikayesindeki Girift ülkesinde özel bir kuş türü yaşarmış. Bu kuşun adı Moryuvalak kuşuymuş. Sadece mor renkli yuvarlak besinler ile beslenebiliyormuş. Buşun beyninde bir nöronumuz olsun bu nöron kuşun gördüğü nesneyi yiyip yemeyeceğine karar veriyor. $x_1$ sinyali saptanan nesnenin yuvarlaklığını sorgulayan bir nöron topluluğundan bizim nöronumuza iletilsin. $x_2$ ise saptanan cisim mor mu diye baksın. Nöronumuz, $g$ fonksiyonumuz $\phi$ eşik değerini geçersek ateşlenecek. Bu örnek için bu eşik değerini $\phi = 2$ olarak seçelim.
| Nesne | $x_1$ | $x_2$ | $g(x_1, x_2)$ | $f(g, \phi)$ | Yiyeyim mi? |
| Yaban Mersini | 1 | 1 | 2 | 1 | Ye! |
| Golf Topu | 1 | 0 | 1 | 0 | Yeme. |
| İncir | 0 | 1 | 1 | 0 | Yeme. |
| Sosis | 0 | 0 | 0 | 0 | Yeme. |
Yaban Mersini için gerçekleşen işlemler şöyleydi:
- $x_1$ sinyali, Objenin yuvarlak olduğu yönündeydi.
- $g$ fonksiyonu, $g(x_1, x_2) = 1 + 1$
- $f(g, \phi)$ =
- eğer $g \geq \phi$ ise 1.
- $g < \phi$ ise 0.
Bu kısım üzerine düşünürken beynimin beni çok ince bir noktaya sürüklediğini farkettim. Bu ince ve önemli nokta ise 0 sonucunun bir sinyal olmayışıdır. Ne demek istediğimi anlatayım.
Su ısıtıcısı örneğine geri dönelim. Isıtıcı çalışmaya başladıktan sonra kaynama gerçekleşince içerisindeki genleşme katsayılarından faydalanılan metaller sebebi ile otomatik kapanıyordu. Biz bu metallerin iyice genleşip ısıtıcının kapanmasına sebep olacak devreyi tamamladığı ana 1 sinyali diyelim. Peki bu metaller bu sinyal öncesinde 0 sinyali mi gönderiyorlardı? Belki de benim beynim burada çok açık olan bir şeyi göremiyordu. Ama sonra şunu fark ettim; Su ısıtıcısının içerisindeki o metal switch aslında sadece su kaynadığında sonuç veriyordu. Bu sonuca ise bir zamanlar beynimi kavuran kuantum mekaniğinden öğrendiklerimle vardım. Peki su kaynamadan önce bu metaller bize hangi sinyali veriyordu? Cevabım net olarak ne 1 ne de 0 olacaktır. Bunu bilemiyoruz. Kaynamadan önce 0 ve 1’in bir süperpozisyon halinde bulunduğunu düşünüyorum. Ve yine bunları düşündüğüm gecede aklımda şu derin bilmece dolaşıyordu:
Evrende bir “hayır” yoktur. Sadece “evet”in olmadığı anlar vardır.
Bu örneklere devam edeceğim ama seriyi iyi takip ettiğinizden emin olmak adına ana sayfaya bakın
Bir yanıt yazın