GI = Guckis Intelligenz

**stochri** · 20.11.2019, 09:01

Ich habe gerade mal kurz den Code überflogen.
Vielleicht könntest Du oben ein

typedef uns8 int8_t;

einbauen, dann könnte man alle Typdefinitionen im Code "stdint.h" kompatibel machen, damit sie später auch ohne Mühen auf den Attiny portierbar sind.
Ich habe mir schon überlegt, das Programm einfach mit GCC auf dem PC laufen zu lassen, dann wäre das Debugging auch viel einfacher. Hast Du Linux?

**Rumgucker** · 20.11.2019, 10:51

Hallo stochri,

warum bauen wir nicht einfach einen Kompatibilitätsheader? Den klinken wir ein oder lassen ihn weg.

Da kommt der typedef rein. Diese FSR/INDF-Geschichte. Und was sonst noch nötig ist. Und all die Header, die der Arduino braucht. Das ist doch ne 5-Minuten-Sache.

-------

Ich könnte auch gleich mit Atmel programmieren. Und natürlich auch unter Linux. Aber das bringt für mich alles Ablenkungen. Da werde ich dann langsamer, weil ich dann mit Tools kämpfen muss, die ich nur äußerst selten verwende. Linux zum Beispiel zuletzt 2007. Ich weiß nicht mal, ob meine Installation noch anständig hochläuft.

Im Moment weiß ich ja auch ganz genau, wo ich Mist gebaut hab. Die Vergabe neuer "Links" ist unklar. Zur Zeit brauch ich dafür noch nicht mal ein Windows oder nen Compiler oder einen PIC. Wichtiger ist ein Block auf dem Nachttisch und öfter mal ein paar Minuten Ruhe im Büro.

Die Menschheit kam zigtausend Jahre ohne die GI-KNN aus. Sie wird es auch noch ein paar weitere Tage überstehen. Da bin ich absolut zuversichtlich...

Viele Grüße

Wolfgang

**stochri** · 20.11.2019, 17:25

Neue Entwicklungstools kosten immer Zeit. Aber manchmal kann sich der Aufwand lohnen und ein Mikrocontroller ist keine gute Debugging-Plattform für Algorithmen.

Ich hab's jetzt mal mit Eclipse-CDT probiert, damit kann man gut durchs Programm steppen.

Mein ( Dein )Programm wirft allerdings folgends aus:
Gucki running
error, no pattern

Code:

#define RUNNING_ON_PC

#define NUMBEROFNEURONS 30

//********************** RUNNIN ON PC ***********************************
#ifdef RUNNING_ON_PC
#include <iostream>
#include <stdint.h>
using namespace std;

#define FOREVER while(1)
typedef uint8_t uns8; // stdint.h compatibility
typedef bool   BOOL;
#define FALSE  0
#define TRUE   1

// funktioniert nicht
static unsigned char* FSR;
#define INDF (*FSR)

#define LINK_SRC 0
#define LINK_DST 1
#define LINK_USE 2

/*
#define src 0
#define dst 1
#define use 2
*/
#endif
//************************** RUNNING ON PIC ***************************************

#ifdef PIC
#include "allpic.h"
#pragma config = 0b000110000100     // hex-datei: fuses des 12F629

#pragma cdata[0x2100] =            \
  0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,\
  0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,\
  0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,\
  0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,\
  0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,\
  0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,\
  0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,\
  0xFF,0xFF                // eeprom initialisierung

#define EE_ROM                // eeprom nutzen
#include "pic_mem.h"

#include "timeloop.h"

// LINK-Zugriffe
#define LINK_RD(a,m)    ee_read((a) + offsetof(struct _link,m))
#define LINK_WR(a,m,v)    ee_write((a) + offsetof(struct _link,m),v)
#endif


#define OUT_0        0        // GPIO
#define OUT_1        1        //
#define OUT_2        2        //
#define IN_2        3        //
#define IN_1        4        //
#define IN_0        5        //

//** alle sensoren, aktoren, triebe und neuronen nach abstraktion gestaffelt ******
uns8 zellen[30];            // zellen im RAM anlegen

#define FIRE_LIMIT    10        // fire_limit

#define RD_SUM        (INDF & 0x3F)    // ZELL-Zugriffe
#define WR_SUM(s)    {INDF &= ~0x3F; INDF |= (s);}

#ifdef RUNNING_ON_PIC
#define RD_FIRE_REQ    (INDF.7)
#define WR_FIRE_REQ(b)    {INDF.7 = (b);}
#endif

#ifdef RUNNING_ON_PC
#define RD_FIRE_REQ    !!(INDF>>7)
#define WR_FIRE_REQ(b)    {INDF&=~0x80;INDF|=b;} //{INDF.7 = (b);}
#endif

#define SENS_0        0               // Sensoren
#define SENS_1        1
#define SENS_2        2
#define AKT_0        3               // spezialzellen definieren
#define AKT_1        4
#define AKT_2        5
#define TIMER        6        // Timer-Zelle
#define HUNGER        7        // Hunger-Zelle
#define FIRST_NEURON    8        // Beginn des Hirns

//******* verbunden werden zellen mit vielen links (dendriten) *********
#define NO_LINK        -1
#define MAX_LINKS    (128 / sizeof(struct _link))    // viele links im EEPROM

struct _link {                // struktur eines EEPROM-links
  uns8 src;                // leerer link: src_zelle == NO_LINK
  uns8 dst;                // verbindet source- mit dest-zelle
  uns8 use;                // nützlichkeit dieses links
};

//********************** RUNNIN ON PC ***********************************
#ifdef RUNNING_ON_PC

_link Simulated_EEPROM[NUMBEROFNEURONS];

uns8 LINK_RD(uns8 address, uns8 component)
{
  uns8 value = 0;
  if (component == LINK_SRC) value = Simulated_EEPROM[address].src;
  if (component == LINK_DST) value = Simulated_EEPROM[address].dst;
  if (component == LINK_USE) value = Simulated_EEPROM[address].use;
  return value;
}

void LINK_WR(uns8 address, uns8 component, uns8 value)
{

  if (address < NUMBEROFNEURONS)
  {
    if (component == LINK_SRC) Simulated_EEPROM[address].src = value;
    if (component == LINK_DST) Simulated_EEPROM[address].dst = value;
    if (component == LINK_USE) Simulated_EEPROM[address].use = value;
  } else
  {
      cout << "Error: link address out of range " + address << endl;
//    Serial.print("Error: link address out of range "); Serial.println(address);
//    delay(100);
  }
}

#endif

static uns8 rand_link;            // randomize link

static uns8 pattern;
static uns8 learn;

static void gi_lerne(void)        // die genesis
{
  uns8 zell_ind = 0, link, free, buf;
  BOOL hit;
  do {                    // Suche feuernde zellen
    FSR = &zellen[zell_ind];        // pointer auf zelle
    /**** sensoren, aktoren und triebe sind besondere zellen *****/
/*
    switch(zell_ind) {
      case SENS_0: WR_FIRE_REQ(pattern.0); break;
      case SENS_1: WR_FIRE_REQ(pattern.1); break;
      case SENS_2: WR_FIRE_REQ(FALSE); break;
      case AKT_0:  GPIO.OUT_0 = RD_FIRE_REQ; continue;
      case AKT_1:  GPIO.OUT_1 = RD_FIRE_REQ; continue;
      case AKT_2:  GPIO.OUT_2 = RD_FIRE_REQ; continue;
      default: break;
    }
*/

    /***** diese zeilen sind der kern des systems *****************/
    if(!RD_FIRE_REQ) continue;        // zelle möchte nicht feuern
    WR_FIRE_REQ(FALSE);            // zell-feuerwunsch wird nun erfüllt
    free = NO_LINK; link = 0; hit = FALSE;    // verfolge die links
    do {                // alle links durchsuchen
      buf = LINK_RD(link,LINK_SRC);        // linkbyte lesen
      if(buf == NO_LINK) free = link;    // leeren link merken
      else if(buf == zell_ind) {    // einen link gefunden
    uns8 hbuf = LINK_RD(link,LINK_USE);    // nuetzlichkeit lesen
    if(hbuf) hit = TRUE;        // nutzlink gefunden
    if(++hbuf > FIRE_LIMIT) hbuf = FIRE_LIMIT;// limitieren
    FSR = zellen + LINK_RD(link,LINK_DST);// pointer auf dst-zelle
    buf = RD_SUM + hbuf;        // zellsumme berechnen
    if(buf > FIRE_LIMIT) buf = FIRE_LIMIT;    // limitieren
    WR_SUM(buf);            // zellsumme speichern
    if((buf == FIRE_LIMIT)&&(!RD_FIRE_REQ)) {// will dst feuern?
      WR_FIRE_REQ(TRUE);        // FIRE_REQ vormerken
      LINK_WR(link,LINK_USE,hbuf);    // nuetzlichkeit inkrementieren
    }
      }
      link += sizeof(struct _link);    // nächsten link adressieren
    } while(link < MAX_LINKS * sizeof(struct _link));

    /** wenn kein nützlicher link gefunden und platz ist: erzeuge neuen link **/
    if((!hit)&&(free != NO_LINK)) {
      LINK_WR(free,LINK_SRC,zell_ind);    // link neu erzeugen
      if(learn) buf = learn;        // gewollte verlinkung
      else {                // zufällige verlinkung
    if(++rand_link >= sizeof(zellen)) rand_link = FIRST_NEURON;
    buf = rand_link;
    if((buf == zell_ind)&&(++buf >= sizeof(zellen))) buf = FIRST_NEURON;
      }
      LINK_WR(free,LINK_DST,buf);
      LINK_WR(free,LINK_USE,0);        // ob der link nützlich wird, weiß keiner
    }
  } while(++zell_ind < sizeof(zellen));    // nächste zelle
}

static void gi_verlerne(void)        // links überarbeiten
{
  uns8 link = 0, buf;
  do {                    // alle links durchsuchen
    if(LINK_RD(link,LINK_SRC) != NO_LINK) {    // leere links skippen
      buf = LINK_RD(link,LINK_USE);        // nuetzlichkeit lesen
      if(buf) LINK_WR(link,LINK_USE,--buf);    // langsam verlernen
      if(!buf) LINK_WR(link,LINK_SRC,NO_LINK);// link ganz löschen
    }
    link += sizeof(struct _link);    // nächster link
  } while(link < MAX_LINKS * sizeof(struct _link));
}

#define DELETE        0
#define REDUCE        1
#define SLEEP        2

static void gi_zellen(uns8 steuer)    // zell-erregungen überarbeiten
{                    // DELETE, REDUCE oder SLEEP
  uns8 zell_ind = 0;
  do {                    // Suche zellen
    FSR = zellen + zell_ind;
    if(steuer == DELETE) INDF = 0;    // flags und summe auf einen schlag
    else if(steuer == REDUCE) {if(RD_SUM) WR_SUM(RD_SUM - 1);}
    else if(RD_SUM > FIRE_LIMIT) WR_SUM(FIRE_LIMIT);
  } while(++zell_ind < sizeof(zellen));    // nächste zelle
}

#define NUMBER_OF_SIMULATION_STEPS 100

int main()
{
    cout << "Gucki running" << endl;

#ifdef PIC
  RP0 = 1;                // erstmal alle Spezialregister...
  #asm
    DW /*CALL*/ 0x2000 + /*ADRESSE*/ 0x03FF // oscal abholen
  #endasm
  OSCCAL = W;                // und Oszillatorkalibrierung speichern

  OPTION = 0;                 // global weak-pullup ein (je 20kOhm)
  WPU = _BV(IN_0) | _BV(IN_1) | _BV(IN_2);
  TRISIO = _BV(IN_0) | _BV(IN_1) | _BV(IN_2);    // eingänge

  RP0 = 0;                // normale register und ram
  CMCON = 0x07;                // komparator aus
  timeloop_init();            // timer initialisieren
#endif

  rand_link = FIRST_NEURON;
  gi_zellen(DELETE);            // zellerregungen löschen

  uns8 loop = 0;

  int steps=0;
  for(steps=0;steps<NUMBER_OF_SIMULATION_STEPS;steps++)
  {
    switch(loop)
    {
      case 0: pattern = 0x01; learn = AKT_0; break;
      case 1: pattern = 0x02; learn = AKT_1; break;
      case 2: pattern = 0x03; learn = AKT_2; break;
      default:
      {
          cout << "error, no pattern" << endl;
      }//FOREVER;
    }
    gi_lerne();
    loop++;

#ifdef WEG
    gi_verlerne();            // links langsam verlernen

    if(!++loop) {
      gi_verlerne();            // links langsam verlernen
      gi_zellen(SLEEP);            // schlafen
    }
    else if(!(loop & 0x1F))        // alle 32 durchläufe
      gi_zellen(REDUCE);        // zellerregungen vermindern
#endif
  }

  cout << steps + " simulations steps done" << endl;
  cout << " Gucki stopped" << endl;
    //return 0;
}


/* ENDE */

**Rumgucker** · 20.11.2019, 18:06

Hallo stochri,

die Meldung "error no pattern" verstehe ich nicht. "pattern" ist deklariert und wird benutzt.

Ah ne... Du scheinst die Switcherei gleich am Anfang von gi-lerne() ausgeklammert zu haben. Die ist aber unverzichtbar.

Viele Grüße

Wolfgang

**Rumgucker** · 21.11.2019, 04:54

Hallo Forum,

es sperrt sich in mir alles, die momentane Anpassung des GI-Systems an die Mustererkennung weiterzugehen. Es führt m.E. zur Verblödung des Systems.

Diese für Dekoder scheinbar so ungünstige Mutation nützlicher Zellverschaltungen vom UND zum ODER ist nicht ganz unnatürlich. Dem pawlowschen Hund reicht irgendwann zum Speichelfluss Glocke ODER Futter.

Mustererkennung kann man zwar mit einfach strukturierten KNN betreiben. Aber das ist m.E. nicht natürlich. In der Natur ist Mustererekennung ein hochkomplexer Vorgang. Viele Lebewesen beschränken sich darauf, alles für fressbar zu halten, was sie nicht (oder nicht mehr) zur Fortpflanzung gebrauchen können.

Nein! Ich hab den Pfad der Tugend verlassen. Helmuts: "bau nen Dekoder um zu beweisen, dass GI funktioniert" ist ein Paradoxon. Man müsste sogar andersrum formulieren: "wer einen Dekoder erschaffen hat, muss beweisen, ob sein KNN überhaupt noch was anderes kann".

Wenn ich neue Wege finden will, muss ich mir zukünftig fest die Ohren zuhalten und komplett alles ignorieren, was mir erzählt wird. Sonst fahr ich das Projekt gegen die Wand des Altbekannten.

Trotzdem war dieser Ausflug in die Dekoderei hochinteressant. So versteh ich immer besser, wo die KI zur Zeit steht.

Viele Grüße

Wolfgang

**stochri** · 21.11.2019, 10:30

Hallo Wolfgang,

im Moment verstehe ich Dein Netz so, dass die Links die Verbindungen zwischen Neuronen sind. Da es nur 42 gibt, müssen wahrscheinlich schwächere Links von Neuronen abgezogen werden, falls ein anderes stärkere Links hat.
Den Parameter "USE" würde man in klassischen KNN meiner Meinung nach als "Gewichtsfaktoren" (überlicherweise als "weight") abgekürzt, bezeichnen.
Im Programm waren noch Fehler, die ich erst mal oben im Code korrigiert habe.

Was mich wundert, ist dass sich nur die Werte 32-35 in der Simulation ändern:
32 - src:157 dst:32 use:96
33 - src:0 dst:0 use:0
34 - src:0 dst:0 use:8
35 - src:1 dst:3 use:0

Der Wert 157 für den Link 32 kann wahrscheinlich auch nicht stimmen ( es geht ja nur bis 41 ).

**Rumgucker** · 22.11.2019, 03:33

Moin stochri,

richtig. Links verbinden Neuronen. Schwächere Links können verkümmern mit der Prozedur "gi_verlerne()", die aber bei Dir noch nicht genutzt wurde. Use ist Gewichtung. Den "157"-Fehler kenn ich nicht.

--------------

Moin Helmut

Stattdessen solltest du nur zeigen, dass dein GI überhaupt in der Lage ist, simpelste logische Verknüpfungen darzustellen und zu lernen, welche als Basis der Booleschen Aussagenlogik (Boolesche Algebra) auch gleichzeitig Basis jedes logischen Verhaltens ist und aller wenn-dann-Beziehungen: nämlich UND, ODER und NICHT.
Dabei werden ganz einfach Input-Muster auf Outputs abgebildet, die für die jew. Verknüpfung entsprechend zu lernen wären ("Lern-Pattern") .

Das nenne ich "Dekoder bauen". Logische Verknüfungen haben m.E. in der Form der boolschen Algebra im GI-System nichts zu suchen.

Dekodierung bzw. Mustererkennung gehört nicht auf die erste(n) Zellschichten einer KNN, sondern ist eine sehr hohe Abstrahierung.

----

Zellen kennen kein NOT, XOR und noch nicht mal ein stabiles AND. Sehr wohl aber ein OR. Und noch ein paar andere Funktionen, die es nun wiederrum in der boolschen Algebra nicht gibt.

Über solche fundamentalen Dinge würde ich mich mit Euch viel lieber unterhalten.

Aber Helmut kommt aus seiner engen Mustererkennung nicht raus und stochri hat komische Fehler mit GI-Derivaten auf anderen Plattformen.

Beides bringt mich zur Zeit nicht voran. Ich zieh mich mal ein paar Tage aus dem Forum zurück, bis ich liefern kann.

Viele Grüße

Wolfgang

**stochri** · 21.11.2019, 07:26

Tja, jetzt tut es das:

Code:

Gucki running
Number of Neurons: 30
Number of Links: 42
press return

Simulation step number 0
show state of the links:
0 - src:255 dst:0 use:0
1 - src:255 dst:0 use:0
2 - src:255 dst:0 use:0
3 - src:255 dst:0 use:0
4 - src:255 dst:0 use:0
5 - src:255 dst:0 use:0
6 - src:255 dst:0 use:0
7 - src:255 dst:0 use:0
8 - src:255 dst:0 use:0
9 - src:255 dst:0 use:0
10 - src:255 dst:0 use:0
11 - src:255 dst:0 use:0
12 - src:255 dst:0 use:0
13 - src:255 dst:0 use:0
14 - src:255 dst:0 use:0
15 - src:255 dst:0 use:0
16 - src:255 dst:0 use:0
17 - src:255 dst:0 use:0
18 - src:255 dst:0 use:0
19 - src:255 dst:0 use:0
20 - src:255 dst:0 use:0
21 - src:255 dst:0 use:0
22 - src:255 dst:0 use:0
23 - src:255 dst:0 use:0
24 - src:255 dst:0 use:0
25 - src:255 dst:0 use:0
26 - src:255 dst:0 use:0
27 - src:255 dst:0 use:0
28 - src:255 dst:0 use:0
29 - src:255 dst:0 use:0
30 - src:255 dst:0 use:0
31 - src:255 dst:0 use:0
32 - src:157 dst:32 use:96
33 - src:0 dst:0 use:0
34 - src:0 dst:0 use:8
35 - src:1 dst:3 use:0
36 - src:255 dst:0 use:0
37 - src:255 dst:0 use:0
38 - src:255 dst:0 use:0
39 - src:255 dst:0 use:0
40 - src:255 dst:0 use:0
41 - src:255 dst:0 use:0
show Neurons
0 - val:0, fire:0
1 - val:0, fire:0
2 - val:0, fire:0
3 - val:0, fire:0
4 - val:0, fire:0
5 - val:0, fire:0
6 - val:0, fire:0
7 - val:0, fire:0
8 - val:0, fire:0
9 - val:0, fire:0
10 - val:0, fire:0
11 - val:0, fire:0
12 - val:0, fire:0
13 - val:0, fire:0
14 - val:0, fire:0
15 - val:0, fire:0
16 - val:0, fire:0
17 - val:0, fire:0
18 - val:0, fire:0
19 - val:0, fire:0
20 - val:0, fire:0
21 - val:0, fire:0
22 - val:0, fire:0
23 - val:0, fire:0
24 - val:0, fire:0
25 - val:0, fire:0
26 - val:0, fire:0
27 - val:0, fire:0
28 - val:0, fire:0
29 - val:0, fire:0

Simulation step number 1
show state of the links:
0 - src:255 dst:0 use:0
1 - src:255 dst:0 use:0
2 - src:255 dst:0 use:0
3 - src:255 dst:0 use:0
4 - src:255 dst:0 use:0
5 - src:255 dst:0 use:0
6 - src:255 dst:0 use:0
7 - src:255 dst:0 use:0
8 - src:255 dst:0 use:0
9 - src:255 dst:0 use:0
10 - src:255 dst:0 use:0
11 - src:255 dst:0 use:0
12 - src:255 dst:0 use:0
13 - src:255 dst:0 use:0
14 - src:255 dst:0 use:0
15 - src:255 dst:0 use:0
16 - src:255 dst:0 use:0
17 - src:255 dst:0 use:0
18 - src:255 dst:0 use:0
19 - src:255 dst:0 use:0
20 - src:255 dst:0 use:0
21 - src:255 dst:0 use:0
22 - src:255 dst:0 use:0
23 - src:255 dst:0 use:0
24 - src:255 dst:0 use:0
25 - src:255 dst:0 use:0
26 - src:255 dst:0 use:0
27 - src:255 dst:0 use:0
28 - src:255 dst:0 use:0
29 - src:255 dst:0 use:0
30 - src:255 dst:0 use:0
31 - src:255 dst:0 use:0
32 - src:157 dst:32 use:96
33 - src:0 dst:0 use:0
34 - src:0 dst:0 use:8
35 - src:2 dst:4 use:0
36 - src:255 dst:0 use:0
37 - src:255 dst:0 use:0
38 - src:255 dst:0 use:0
39 - src:255 dst:0 use:0
40 - src:255 dst:0 use:0
41 - src:255 dst:0 use:0
show Neurons
0 - val:0, fire:0
1 - val:0, fire:0
2 - val:0, fire:0
3 - val:0, fire:0
4 - val:0, fire:0
5 - val:0, fire:0
6 - val:0, fire:0
7 - val:0, fire:0
8 - val:0, fire:0
9 - val:0, fire:0
10 - val:0, fire:0
11 - val:0, fire:0
12 - val:0, fire:0
13 - val:0, fire:0
14 - val:0, fire:0
15 - val:0, fire:0
16 - val:0, fire:0
17 - val:0, fire:0
18 - val:0, fire:0
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Simulation step number 9
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17 - src:255 dst:0 use:0
18 - src:255 dst:0 use:0
19 - src:255 dst:0 use:0
20 - src:255 dst:0 use:0
21 - src:255 dst:0 use:0
22 - src:255 dst:0 use:0
23 - src:255 dst:0 use:0
24 - src:255 dst:0 use:0
25 - src:255 dst:0 use:0
26 - src:255 dst:0 use:0
27 - src:255 dst:0 use:0
28 - src:255 dst:0 use:0
29 - src:255 dst:0 use:0
30 - src:255 dst:0 use:0
31 - src:255 dst:0 use:0
32 - src:157 dst:32 use:96
33 - src:0 dst:0 use:0
34 - src:0 dst:0 use:8
35 - src:3 dst:5 use:0
36 - src:255 dst:0 use:0
37 - src:255 dst:0 use:0
38 - src:255 dst:0 use:0
39 - src:255 dst:0 use:0
40 - src:255 dst:0 use:0
41 - src:255 dst:0 use:0
show Neurons
0 - val:0, fire:0
1 - val:0, fire:0
2 - val:0, fire:0
3 - val:0, fire:0
4 - val:0, fire:0
5 - val:0, fire:0
6 - val:0, fire:0
7 - val:0, fire:0
8 - val:0, fire:0
9 - val:0, fire:0
10 - val:0, fire:0
11 - val:0, fire:0
12 - val:0, fire:0
13 - val:0, fire:0
14 - val:0, fire:0
15 - val:0, fire:0
16 - val:0, fire:0
17 - val:0, fire:0
18 - val:0, fire:0
19 - val:0, fire:0
20 - val:0, fire:0
21 - val:0, fire:0
22 - val:0, fire:0
23 - val:0, fire:0
24 - val:0, fire:0
25 - val:0, fire:0
26 - val:0, fire:0
27 - val:0, fire:0
28 - val:0, fire:0
29 - val:0, fire:0


simulations steps done: 10
 Gucki stopped

Code:

#define RUNNING_ON_PC

#define NUMBEROFNEURONS 30

//********************** RUNNING ON PC ***********************************
#ifdef RUNNING_ON_PC
#include <iostream>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
using namespace std;

#define FOREVER while(1)
typedef uint8_t uns8; // stdint.h compatibility
typedef bool   BOOL;
#define FALSE  0
#define TRUE   1

// funktioniert nicht
static unsigned char* FSR;
#define INDF (*FSR)

#define LINK_SRC 0
#define LINK_DST 1
#define LINK_USE 2

#endif
//************************** RUNNING ON PIC ***************************************

#ifdef RUNNING_ON_PIC
#include "allpic.h"
#pragma config = 0b000110000100     // hex-datei: fuses des 12F629

#pragma cdata[0x2100] =            \
  0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,\
  0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,\
  0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,\
  0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,\
  0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,\
  0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,\
  0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,0xFF,0,0,\
  0xFF,0xFF                // eeprom initialisierung

#define EE_ROM                // eeprom nutzen
#include "pic_mem.h"

#include "timeloop.h"

// LINK-Zugriffe
#define LINK_RD(a,m)    ee_read((a) + offsetof(struct _link,m))
#define LINK_WR(a,m,v)    ee_write((a) + offsetof(struct _link,m),v)
#endif


#define OUT_0        0        // GPIO
#define OUT_1        1        //
#define OUT_2        2        //
#define IN_2        3        //
#define IN_1        4        //
#define IN_0        5        //

//** alle sensoren, aktoren, triebe und neuronen nach abstraktion gestaffelt ******
uns8 zellen[NUMBEROFNEURONS];            // zellen im RAM anlegen

// cells are bit coded
// b7        b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0
// FIRE_REQ  ( cell potential   )

#define FIRE_LIMIT    10        // fire_limit

#define RD_SUM        (INDF & 0x3F)    // ZELL-Zugriffe
#define WR_SUM(s)    {INDF &= ~0x3F; INDF |= (s);}

#ifdef RUNNING_ON_PIC
#define RD_FIRE_REQ    (INDF.7)
#define WR_FIRE_REQ(b)    {INDF.7 = (b);}
#endif

#ifdef RUNNING_ON_PC
#define RD_FIRE_REQ    !!(INDF&0x80)
#define WR_FIRE_REQ(b)    {INDF&=~0x80;INDF|=b<<7;} //{INDF.7 = (b);}
#endif

#define SENS_0        0               // Sensoren
#define SENS_1        1
#define SENS_2        2
#define AKT_0        3               // spezialzellen definieren
#define AKT_1        4
#define AKT_2        5
#define TIMER        6        // Timer-Zelle
#define HUNGER        7        // Hunger-Zelle
#define FIRST_NEURON    8        // Beginn des Hirns

//******* verbunden werden zellen mit vielen links (dendriten) *********
#define NO_LINK        -1
#define MAX_LINKS    (128 / sizeof(struct _link))    // viele links im EEPROM

struct _link {                // struktur eines EEPROM-links
  uns8 src;                // leerer link: src_zelle == NO_LINK
  uns8 dst;                // verbindet source- mit dest-zelle
  uns8 use;                // nützlichkeit dieses links
};

//********************** RUNNIN ON PC ***********************************
#ifdef RUNNING_ON_PC

_link Simulated_EEPROM[NUMBEROFNEURONS];

void initEEPROM()
{
    for(int n=0;n<MAX_LINKS    ;n++)
    {
        int address=n;

        Simulated_EEPROM[address].src=0xFF;
        Simulated_EEPROM[address].dst=0;
        Simulated_EEPROM[address].use=0;
    }
}

uns8 LINK_RD(uns8 address, uns8 component)
{
  uns8 value = 0;
  if (component == LINK_SRC) value = Simulated_EEPROM[address].src;
  if (component == LINK_DST) value = Simulated_EEPROM[address].dst;
  if (component == LINK_USE) value = Simulated_EEPROM[address].use;
  return value;
}

void LINK_WR(uns8 address, uns8 component, uns8 value)
{

  if (address < NUMBEROFNEURONS)
  {
    if (component == LINK_SRC) Simulated_EEPROM[address].src = value;
    if (component == LINK_DST) Simulated_EEPROM[address].dst = value;
    if (component == LINK_USE) Simulated_EEPROM[address].use = value;
  } else
  {
      printf("Error: link address out of range, address:%d\n ",address);
  }
}

void showAktor(int aktorId,bool bit)
{
    /*
    printf("%d:",aktorId);
    if(bit) printf("ON ");
    else printf("OFF ");
    */
}

void showLinks(uint8_t adr)
{
    int src=Simulated_EEPROM[adr].src;
    int dst=Simulated_EEPROM[adr].dst;
    int use=Simulated_EEPROM[adr].use;
    printf("%d - src:%d dst:%d use:%d\n",adr,src,dst,use);
}

void showNeurons()
{
    for(int n=0;n<NUMBEROFNEURONS;n++)
    {
        int neuronNumber=n;
        int potential=zellen[n]&0x3F;
        int fireRequest=(zellen[n]&0x80)>>7;
        printf("%d - val:%d, fire:%d\n",neuronNumber,potential,fireRequest);
    }
}

void showAll()
{
  puts("show state of the links:");
  for (uint16_t n = 0; n < MAX_LINKS; n++)
  {
    showLinks(n);
  }
  puts("show Neurons");
  showNeurons();
  puts("");
}
#endif

static uns8 rand_link;            // randomize link

static uns8 pattern;
static uns8 learn;

static void gi_lerne(void)        // die genesis
{
  uns8 zell_ind = sizeof(zellen), link, free, buf;
  BOOL hit;
  do {                    // Suche feuernde zellen
    //FSR = &zellen[zell_ind];        // pointer auf zelle
    //FSR = zellen + zell_ind;
    FSR = zellen + --zell_ind;        // pointer auf zelle
    /**** sensoren, aktoren und triebe sind besondere zellen *****/
#ifdef RUNNING_ON_PIC
    switch(zell_ind) {
      case SENS_0: WR_FIRE_REQ(pattern.0); break;
      case SENS_1: WR_FIRE_REQ(pattern.1); break;
      case SENS_2: WR_FIRE_REQ(FALSE); break;
      case AKT_0:  GPIO.OUT_0 = RD_FIRE_REQ; continue;
      case AKT_1:  GPIO.OUT_1 = RD_FIRE_REQ; continue;
      case AKT_2:  GPIO.OUT_2 = RD_FIRE_REQ; continue;
      default: break;
    }
#endif

#ifdef RUNNING_ON_PC
    switch(zell_ind) {
      case SENS_0: WR_FIRE_REQ(pattern&1); break;
      case SENS_1: WR_FIRE_REQ((pattern>>1)&1); break;
      case SENS_2: WR_FIRE_REQ(FALSE); break;
      case AKT_0:  showAktor(0,RD_FIRE_REQ); continue;
      case AKT_1:  showAktor(1,RD_FIRE_REQ); continue;
      case AKT_2:  showAktor(2,RD_FIRE_REQ); continue;
      default: break;
    }
#endif

    /***** diese zeilen sind der kern des systems *****************/
    if(!RD_FIRE_REQ) continue;        // zelle möchte nicht feuern
    WR_FIRE_REQ(FALSE);            // zell-feuerwunsch wird nun erfüllt
    free = NO_LINK; link = 0; hit = FALSE;    // verfolge die links
    do {                // alle links durchsuchen
      buf = LINK_RD(link,LINK_SRC);        // linkbyte lesen
      if(buf == NO_LINK) free = link;    // leeren link merken
      else if(buf == zell_ind) {    // einen link gefunden
    uns8 hbuf = LINK_RD(link,LINK_USE);    // nuetzlichkeit lesen
    if(hbuf) hit = TRUE;        // nutzlink gefunden
    if(++hbuf > FIRE_LIMIT) hbuf = FIRE_LIMIT;// limitieren
    FSR = zellen + LINK_RD(link,LINK_DST);// pointer auf dst-zelle
    buf = RD_SUM + hbuf;        // zellsumme berechnen
    if(buf > FIRE_LIMIT) buf = FIRE_LIMIT;    // limitieren
    WR_SUM(buf);            // zellsumme speichern
    if((buf == FIRE_LIMIT)&&(!RD_FIRE_REQ)) {// will dst feuern?
      WR_FIRE_REQ(TRUE);        // FIRE_REQ vormerken
      LINK_WR(link,LINK_USE,hbuf);    // nuetzlichkeit inkrementieren
    }
      }
      link += sizeof(struct _link);    // nächsten link adressieren
    } while(link < MAX_LINKS * sizeof(struct _link));

    /** wenn kein nützlicher link gefunden und platz ist: erzeuge neuen link **/
    if((!hit)&&(free != NO_LINK)) {
      LINK_WR(free,LINK_SRC,zell_ind);    // link neu erzeugen
      if(learn) buf = learn;        // gewollte verlinkung
      else {                // zufällige verlinkung
    if(++rand_link >= sizeof(zellen)) rand_link = FIRST_NEURON;
    buf = rand_link;
    if((buf == zell_ind)&&(++buf >= sizeof(zellen))) buf = FIRST_NEURON;
      }
      LINK_WR(free,LINK_DST,buf);
      LINK_WR(free,LINK_USE,0);        // ob der link nützlich wird, weiß keiner
    }
  } while(++zell_ind < sizeof(zellen));    // nächste zelle
}

static void gi_verlerne(void)        // links überarbeiten
{
  uns8 link = 0, buf;
  do {                    // alle links durchsuchen
    if(LINK_RD(link,LINK_SRC) != NO_LINK) {    // leere links skippen
      buf = LINK_RD(link,LINK_USE);        // nuetzlichkeit lesen
      if(buf) LINK_WR(link,LINK_USE,--buf);    // langsam verlernen
      if(!buf) LINK_WR(link,LINK_SRC,NO_LINK);// link ganz löschen
    }
    link += sizeof(struct _link);    // nächster link
  } while(link < MAX_LINKS * sizeof(struct _link));
}

#define DELETE        0
#define REDUCE        1
#define SLEEP        2

static void gi_zellen(uns8 steuer)    // zell-erregungen überarbeiten
{                    // DELETE, REDUCE oder SLEEP
  uns8 zell_ind = sizeof(zellen);
  do {                    // Suche zellen
    FSR = zellen + --zell_ind;
    if(steuer == DELETE) INDF = 0;    // flags und summe auf einen schlag
    else if(steuer == REDUCE) {if(RD_SUM) WR_SUM(RD_SUM - 1);}
    else if(RD_SUM > FIRE_LIMIT) WR_SUM(FIRE_LIMIT);
  } while(zell_ind);            // nächste zelle
}

#define NUMBER_OF_SIMULATION_STEPS 10

int main()
{
#ifdef RUNNING_ON_PC
    printf("Gucki running\n" );
    initEEPROM();
    printf("Number of Neurons: %d\n",NUMBEROFNEURONS);
    printf("Number of Links: %d\n",(int)MAX_LINKS);
    puts("press return");
    getchar();
#endif

#ifdef RUNNING_ON_PIC
  RP0 = 1;                // erstmal alle Spezialregister...
  #asm
    DW /*CALL*/ 0x2000 + /*ADRESSE*/ 0x03FF // oscal abholen
  #endasm
  OSCCAL = W;                // und Oszillatorkalibrierung speichern

  OPTION = 0;                 // global weak-pullup ein (je 20kOhm)
  WPU = _BV(IN_0) | _BV(IN_1) | _BV(IN_2);
  TRISIO = _BV(IN_0) | _BV(IN_1) | _BV(IN_2);    // eingänge

  RP0 = 0;                // normale register und ram
  CMCON = 0x07;                // komparator aus
  timeloop_init();            // timer initialisieren
#endif

  rand_link = FIRST_NEURON;
  gi_zellen(DELETE);            // zellerregungen löschen

  uns8 loop = 0;

  int steps=0;
  for(steps=0;steps<NUMBER_OF_SIMULATION_STEPS;steps++)
  {
    switch(loop)
    {
      case 0: pattern = 0x01; learn = AKT_0; break;
      case 1: pattern = 0x02; learn = AKT_1; break;
      case 2: pattern = 0x03; learn = AKT_2; break;
      default:
      {
        #ifdef RUNNING_ON_PC
          printf("error, no pattern\n");
              #endif

      }//FOREVER;
    }
    gi_lerne();
#ifdef RUNNING_ON_PC
    printf("Simulation step number %d\n",steps);
    showAll();
#endif
    loop++;

#ifdef WEG
    gi_verlerne();            // links langsam verlernen

    if(!++loop) {
      gi_verlerne();            // links langsam verlernen
      gi_zellen(SLEEP);            // schlafen
    }
    else if(!(loop & 0x1F))        // alle 32 durchläufe
      gi_zellen(REDUCE);        // zellerregungen vermindern
#endif
  }
#ifdef RUNNING_ON_PC
  printf("\nsimulations steps done: %d\n",steps);
  printf(" Gucki stopped\n");
#endif

    //return 0;
}


/* ENDE */

Wenn Du Linux hast, kannst Du die Datein mit

GCC Gucki.cpp

und dann laufen lassen.

Ansonsten gäbe es noch die Möglichkeit, Cygwin auf Windows zu installieren, da ist der GCC auch drinn.

- - - Aktualisiert - - -

So richtig ist mir nicht klar, was die Variable "pattern" genau macht. Kannst Du was dazu sagen?

HaWe · 21.11.2019, 10:30

Helmuts: "bau nen Dekoder um zu beweisen, dass GI funktioniert" ist ein Paradoxon.

ich habe nie gesagt, du sollest einen Dekoder bauen - das war deine eigene Idee, weil du ja gar nicht wusstest oder zeigen konntest, was dein GI intern überhaupt macht
MIR war das völlig egal - wichtig waren nur inputs und zugehörige Outputs.

Stattdessen solltest du nur zeigen, dass dein GI überhaupt in der Lage ist, simpelste logische Verknüpfungen darzustellen und zu lernen, welche als Basis der Booleschen Aussagenlogik (Boolesche Algebra) auch gleichzeitig Basis jedes logischen Verhaltens ist und aller wenn-dann-Beziehungen: nämlich UND, ODER und NICHT.
Dabei werden ganz einfach Input-Muster auf Outputs abgebildet, die für die jew. Verknüpfung entsprechend zu lernen wären ("Lern-Pattern") .

Ein intelligentes System muss einfach gezielt mindestens lernen können, dass bei 2 unabhängigen Eingängen
a) ein Ausgang nur true ist, wenn beide zugeordnete Eingänge gleichzeitig true sind (UND)
b) ein Ausgang nur true ist, wenn mindestens einer der beiden zugeordneten Eingänge true ist (ODER)
c) ein Ausgang nur true ist, wenn der zugeordnete Eingang false ist - und umgekehrt (NICHT).
(Dabei war jetzt noch nicht einmal die XOR Verkrnüpfung dabei.)

Und das muss selbstverständlich auch tatsächlich experimentell nachweisbar sein: das ist kein Paradox, sondern zwingende Vorraussetzung.
Sonst lernt das System nicht reproduzierbar Gezieltes und Nachprüfbares, sondern macht nur irgendetwas unachvollziehbar Nebulöses.