Topologieerhaltung und Dimensionsbestimmung: Methoden der nichtlinearen Dynamik in Neuroinformatik und Spracherkennung

Zusammenfassung

In unserem Beitrag stellen wir zwei Methoden vor, die im Rahmen der Neuroinformatik bzw. in technischen Anwendungsproblemen eingesetzt werden können und die ihren Ursprung in einem Teilgebiet der Physik haben, in der nichtlinearen Dynamik. Mit diesen beiden Beispielen wollen wir den inneren Zusammenhang zwischen Themen der Physik und der Informatik deutlich machen. In unserem ersten Beispiel setzen wir uns mit der Messung der Topologieerhaltung in neuronalen Karten auseinander. Neuronale Karten stellen sensorische Information in einem Ortscode dar. Diese Form der Repräsentation ist für technische Anwendungen ebenso wichtig wie für reale Hirne. Ein bekanntes Beispiel für die Repräsentation somatosensorischer Information durch eine neuronale Karte ist der Homunculus welcher die Zuständigkeit des sensorischen Cortex für die Hautoberfläche illustriert. Neuronale Karten können sich unter dem Einfluß sensorischer Information selbst organisieren [1]. Ein viel verwandter Algorithmus zur Selbstorganisation von Karten ist das Kohonen-Modell [2,3].