高校生でもわかる！ディープラーニングの人工ニューロンの話

脳の神経構造（ニューロン）

人間の脳は、以下のようなニューロンと呼ばれる細胞がたくさん集まって機能しています。

たくさんの入り口（樹状突起（じゅじょうとっき））と１つの出口があり、それらがたくさんつながっています。

人工ニューロン

ニューロンをわかりやすく変換すると、以下のような人工ニューロンができあがります。

人工ニューロンは、ニューロンと同じような働きをするものを「○」で表し、「ー」でその細胞同士のつながりを表現します。

人工ニューロンの流れ

実際に人工ニューロンを扱うと、以下のような流れとなります。

①m個の入力を持つ人工神経を考えます。m個の入力を樹状突起（じゅじょうとっき）から受け取ります。

※各入力信号を x1からxmとします。この人工ニューロンをk 番目の人工ニューロンとします。

②入力を総和します。各ノード（入力）には重み付けされています。各項の入力xと重み付けwを掛け算して、これらをすべて足し算します。（x1 × w1) +（x2 × w2) … +（xm × wm) + b = V

※重み付けをw1からwmとします。bはバイアス項です。

③出力を活性化関数φなどに渡します。そしてシナプスから出力します。

※活性化関数をφ（ファイ）とします。

数式

この人工ニューロンの数式は以下の通りです。

\[
y_k = \varphi_k( \displaystyle \sum_{ i = 1 }^{ m } {w_k}_i {x _k}_i + b_k )
\]