GA - CNNC를 이용한 XOR 회로[1] - 소개

1. 개요

일반적으로 신경망이라면 각 신경세포들과, 그 신경세포들 사이를 연결하는 신경섬유로 구성되어 있습니다. 신경세포는 신경섬유를 통해 연결된 다른 신경세포로부터 자극을 받아 활성화되며, 또한 신경섬유를 통해 다른 신경세포를 자극함으로써 신호가 전달됩니다.

CNNC(Cluster of Neuron Network by Channeling)는 개념적으로는 신경세포는 있지만 신경섬유는 없는 구조입니다. CNNC의 신경세포들은 신경섬유를 통해서가 아니라 특정한 채널을 통해 자신의 활성화 정도를 송신합니다. 만약 다른 신경세포가 그 채널을 통해 수신을 하고 있다면 그 세포들은 신경섬유에 의해 연결된 것으로 간주할 수 있습니다.
만약 8개의 채널을 가진 5개의 신경세포가 다음과 같은 채널을 통해 송수신하고 있다면(붉은색은 활성화, 회색은 비활성화),

신경세포	송신채널	수신채널
가	01234567	01234567
나	01234567	01234567
다	01234567	01234567
라	01234567	01234567
마	01234567	01234567

라에서 0번채널로 송신한 내용은 나와 다에서 0번채널로 수신합니다(즉 라와 다, 라와 나의 연결이 존재합니다). 그러나 마에서 2번 채널로 송신한 것은 받아들이는 신경세포가 없으므로 사라집니다. 마찬가지로 가에서 수신하는 4번채널 역시 송신하는 세포가 없으므로 비활성이나 마찬가지입니다. 결국 위와 같은 CNNC는 다음과 같은 신경망과 동일합니다

2. XOR 회로
아시다시피 XOR게이트는 두개의 입력을 받아 왼쪽과 같은 출력을 보이는 회로입니다. 신경망으로 OR나 AND 게이트를 만드는 것은 쉽지만, XOR게이트를 만드는 것은 약간 복잡합니다. OR과 AND는 입력층과 출력층만으로 쉽게 만들 수 있지만 XOR게이트는 중간의 은닉층이 필요하기(신경망의 구조 자체가 달라져야 하기) 때문입니다.
CNNC가 XOR회로를 만들었다고 제대로된 신경망 진화 알고리즘이라고 할 수 없지만, XOR회로를 못만든다면 CNNC는 제대로된 신경망 진화 알고리즘이라고 할 수 없죠.
그러므로 CNNC의 첫 도전으로 XOR 회로를 만들어보기로 하겠습니다.