ART 2: auto-organização de códigos de reconhecimento de categoria estáveis para padrões de entrada analógicos

Arquiteturas de ressonância adaptativa são redes neurais que se auto-organizam em códigos de reconhecimento de padrões estáveis em tempo real em resposta a sequências arbitrárias de padrões de entrada. Este artigo introduz o ART 2, uma classe de arquiteturas de ressonância adaptativa que rapidamente auto-organizam categorias de reconhecimento de padrões em resposta a sequências arbitrárias de padrões de entrada, seja analógicos ou binários. Para lidar com sequências arbitrárias de padrões de entrada analógicos, as arquiteturas ART 2 incorporam soluções a uma série de princípios de design, como a compensação entre estabilidade e plasticidade, a compensação entre busca e acesso direto, e a compensação entre correspondência e reinício. Nestas arquiteturas, mecanismos de expectativa aprendida de cima para baixo e de correspondência são críticos para estabilizar o processo de aprendizagem de códigos. Um esquema de busca paralelo se atualiza adaptativamente à medida que o processo de aprendizagem se desenrola, realizando uma forma de descoberta, teste, aprendizagem e reconhecimento de hipóteses em tempo real. Após a auto-estabilização da aprendizagem, o processo de busca é automaticamente desligado. A partir disso, padrões de entrada acessam diretamente seus códigos de reconhecimento sem nenhuma busca. Assim, o tempo de reconhecimento para entradas familiares não aumenta com a complexidade do código aprendido. Um novo padrão de entrada pode acessar diretamente uma categoria se compartilhar propriedades invariantes com o conjunto de exemplares familiares dessa categoria. Um parâmetro chamado parâmetro de vigilância atencional determina quão finas serão as categorias. Se a vigilância aumentar (diminuir) devido ao feedback ambiental, então o sistema automaticamente busca e aprende categorias de reconhecimento mais finas (mais grossas). Parâmetros de controle de ganho permitem que a arquitetura suprimam ruído até um nível prescrito. O design global da arquitetura permite que ela aprenda efetivamente, apesar do alto grau de não linearidade de tais mecanismos.