Um unseren Fortschritt zu bewerten und das Problem handhabbar zu machen, haben wir benutzerdefinierte Versionen von Würfeln als Sprungbrett für die endgültige Lösung eines regulären Zauberwürfels gebaut und entworfen. Wie kann man aber den zauberwürfel lösen.
Am Anfang, wenn das neuronale Netzwerk erfolgreich mehr Flips ausführt, verkürzt sich jede aufeinanderfolgende Zeit bis zum Erfolg, weil das Netzwerk lernt, sich anzupassen. Wenn Störungen angewendet werden (vertikale graue Linien im obigen Diagramm), sehen wir eine Spitze in der Zeit bis zum Erfolg. Denn die Strategie des Netzwerks funktioniert im veränderten Umfeld nicht. Das Netzwerk lernt dann wieder etwas über die neue Umgebung und wir sehen erneut, dass die Zeit bis zum Erfolg auf die vorherige Basislinie absinkt.
Wir messen auch die Ausfallwahrscheinlichkeit und führen die gleichen Experimente für Flächendrehungen durch (Drehen der Fläche um 90 Grad im oder gegen den oberen) und fanden das gleiche Anpassungsmuster.
Verständnis unserer neuronalen Netze
Durch die Visualisierung unserer Netzwerke können wir verstehen, was sie im Gedächtnis speichern. Dies wird mit zunehmender Komplexität der Netzwerke immer wichtiger.
Das Gedächtnis unseres neuronalen Netzes ist oben visualisiert. Wir verwenden einen Baustein aus der Interpretierbarkeits-Toolbox, nämlich die nichtnegative Matrixfaktorisierung, um diesen hochdimensionalen Vektor in 6 Gruppen zu verdichten und jeder eine eindeutige Farbe zuzuweisen. Wir zeigen dann für jeden Zeitschritt die Farbe der aktuell dominierenden Gruppe an.
Wir stellen fest, dass jeder Speichergruppe ein semantisch sinnvolles Verhalten zugeordnet ist. Zum Beispiel können wir erkennen, dass wir nur die dominante Gruppe des Speichers des Netzwerks betrachten, wenn sie dabei ist, den Würfel zu drehen oder die Spitze im gegenüberliegenden zu drehen, bevor dies geschieht.
Herausforderungen
Den Zauberwürfel mit einer Roboterhand zu lösen, ist immer noch nicht einfach. Unsere Methode, um den zauberwürfel zu lösen derzeit in 20 % der Fälle, wenn ein maximal schwieriges Scramble angewendet wird, das 26 Gesichtsdrehungen erfordert. Bei en Scrambles, die 15 Umdrehungen zum Rückgängigmachen erfordern, liegt die Erfolgsquote bei 60 %. Wenn der Zauberwürfel fallengelassen wird oder eine Zeitüberschreitung erreicht wird, betrachten wir den Versuch als fehlgeschlagen. Unser Netzwerk ist jedoch in der Lage, den Rubik’s Cube von jeder Ausgangsbedingung aus zu lösen. Wenn der Würfel auch herunterfällt, ist es möglich, ihn wieder in die Hand zu nehmen und weiter zu lösen.
Wir stellen im Allgemeinen fest, dass unser neuronales Netzwerk während der ersten Gesichtsdrehungen und -saltos viel wahrscheinlicher ausfällt. Dies ist der Fall, weil das neuronale Netzwerk das Lösen des Zauberwürfels mit der Anpassung an die physische Welt während dieser frühen Rotationen und Flips ausgleichen muss.
Wir sehen also zusammenfassend, dass der zauberwürfel oder auch rubik cube genannt für jeden etwas ist. Man kann das Gehirn trainieren, seine Geduld trainieren oder andere Fähigkeiten. Der rubiks cube eignet sich auch für jedes Alter, vom Kindergartenkind bis hin zum Rentner und es gibt ihn in ganz verschiedenen Größen und Schwierigkeiten, je nach Ausführung. Daher holen auch Sie sich einen zauberwürfel, die Anleitungen, Tipps, Geschichten und wie man ihn lösen kann, haben Sie nun schon bekommen. Es macht sehr sehr viel Spaß!