Neural
Network.
Wie ein Computer lernt, ohne dass man ihm sagt, wie. Vom einzelnen Neuron bis zum kompletten Netzwerk, das selbständig Muster erkennt.
Was ist ein Neural Network?
Inspiriert vom Gehirn.
Ein neuronales Netz ist ein Computermodell, das vom menschlichen Gehirn inspiriert ist. Genau wie unser Gehirn aus Milliarden von Neuronen besteht, die miteinander verbunden sind, besteht ein künstliches neuronales Netz aus vielen kleinen Recheneinheiten.
Diese „künstlichen Neuronen" sind in Schichten organisiert und lernen durch Anpassung ihrer Verbindungen. Je mehr Daten sie sehen, desto besser werden sie darin, Muster zu erkennen und Vorhersagen zu treffen.
Das Besondere: Man programmiert nicht explizit, WAS das Netz tun soll — es lernt selbstständig aus Beispielen.
Die Bausteine.
Input Layer
Die Eingabeschicht empfängt die Rohdaten. Bei einem Bild wäre das jeder einzelne Pixel, bei einem Spiel wie FlappyBird die Position des Vogels und der Röhren.
input.shape = (n,)Hidden Layers
Die versteckten Schichten sind das „Gehirn". Hier werden komplexe Muster erkannt und Zusammenhänge gelernt. Je mehr Hidden Layers, desto komplexere Probleme.
Dense(64, 'relu')Output Layer
Die Ausgabeschicht liefert das Ergebnis. Bei FlappyBird: „Springe" oder „Nicht springen". Bei Bilderkennung: Die erkannte Kategorie mit Wahrscheinlichkeit.
softmax(output)Wie lernt ein NN?
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Forward Pass
Die Eingabedaten werden durch das Netzwerk geschickt. Jedes Neuron berechnet seinen Output basierend auf den Inputs und seinen Gewichten. Am Ende kommt eine Vorhersage heraus.
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Fehler berechnen
Die Vorhersage wird mit dem tatsächlichen Ergebnis verglichen. Der Unterschied ist der „Fehler". Je größer der Fehler, desto mehr muss das Netzwerk noch lernen.
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Backpropagation
Der Fehler wird rückwärts durch das Netzwerk propagiert. Dabei wird berechnet, welche Gewichte wie stark zum Fehler beigetragen haben.
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Gewichte anpassen
Die Gewichte werden so angepasst, dass der Fehler kleiner wird. Dieser Prozess wird tausende Male wiederholt, bis das Netzwerk gute Vorhersagen macht.
Meine Projekte.
FAQ.
Wie ist ein Neural Network aufgebaut?
Aus drei Arten von Schichten: der Input Layer nimmt Rohdaten auf (z. B. Pixel oder Spielposition), Hidden Layers erkennen Muster dazwischen, der Output Layer liefert das Ergebnis, z. B. per Softmax eine Wahrscheinlichkeit pro Kategorie.
Wie lernt ein Neural Network?
In vier Schritten: Forward Pass (Eingabe durch das Netz schicken), Fehler berechnen (Vorhersage vs. echtes Ergebnis), Backpropagation (Fehler rückwärts durchs Netz verteilen), Gewichte anpassen. Das wird tausende Male wiederholt.
Welche Architektur nutzt FlappiBird-AI?
Ein 4-4-3-1-Netzwerk: 4 Input-Neuronen, zwei Hidden Layers mit 4 und 3 Neuronen, 1 Output-Neuron. Pro Generation treten 300 Netze an, die Mutationsrate liegt bei 1% — echte Werte aus dem Projekt-Code, kein Lehrbuch-Beispiel.
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