Summary  
This chapter introduces the core concept of feedforward neural networks trained via supervised learning, showing how layers of interconnected “neurons” learn patterns from labeled examples to perform classification tasks.

General domain of usage  
Image recognition (e.g., distinguishing drawings of cats and dogs)

## Introduzione

Immagina di imparare a tradurre l'inglese in spagnolo. Memorizzi parole, frasi e il loro contesto — e presto riesci a tradurre frasi che non hai mai visto prima.
Una rete neurale funziona allo stesso modo: **apprende dagli esempi** come testi, immagini o audio, e utilizza i modelli scoperti per effettuare previsioni.

Così come le persone imparano a distinguere i gatti dai cani osservando molti esempi, una rete neurale apprende a svolgere compiti come **classificazione**, **regressione** o **generazione** analizzando dati etichettati. Questo processo è chiamato **apprendimento supervisionato**, il metodo più comune per addestrare le reti neurali.

Durante l'addestramento, la rete vede esempi con risposte note (**etichette**) e si adatta per corrisponderle. Successivamente, quando riceve nuovi input **senza etichetta**, applica ciò che ha appreso per effettuare previsioni in modo autonomo.

Nota

Di seguito è riportata una semplice dimostrazione di una rete neurale addestrata a **riconoscere disegni di gatti e cani**.
Disegna qualcosa e osserva come il modello lo classifica:

* **LMB** – disegna
* **Shift + LMB** – cancella


<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <style>
      * {
        box-sizing: border-box;
      }

      :root {
        --dark-blue: #1e2635;
        --blue: #4f5e77;
        --orange: #ff8a00;
        --grey: #f4f4f4;
      }

      /* body {
          width: 713px;
          border: 1px solid;
        } */

      ul {
        list-style-type: none;
        padding: 0;
      }

      li {
        margin: 0.5rem 0;
        text-align: center;
      }

      a {
        text-decoration: none;
      }

      .custom-parent-container {
        display: flex;
        justify-content: space-between;
      }

      /* >>>>>>>>>>> CANVAS <<<<<<<<<<<<<<<<<< */
      .canvas {
        width: 256px;
        height: 256px;
        border-radius: 5px;
        border: 3px solid var(--orange);
        box-shadow: 4px 4px 4px 0px rgba(0, 0, 0, 0.25);
        background-color: var(--grey);
      }

      .tools-wrapper {
        width: 256px;
        display: flex;
        border-bottom-left-radius: 10px;
        border-bottom-right-radius: 10px;
        padding-top: 15px;
      }

      .customize-btn {
        background-color: var(--grey);
        color: var(--orange);
        font-size: 20px;
        border: 3px solid var(--orange);
        border-radius: 5px;
        padding: 5px 11px;
        font-family: "Hind Siliguri";
        font-weight: 700;
        cursor: pointer;
        transition: 0.5s ease-in-out;
      }

      .customize-btn:hover,
      .customize-btn:focus {
        background-color: var(--orange);
        color: #fff;
      }

      .cat-btn {
        margin-left: 5px;
      }

      .clear-btn {
        margin-left: auto;
      }

      /* >>>>>>>>>>>>>>>> SQUARES <<<<<<<<<<<<<*/
      .layers-section {
        width: 340px;
        height: 310px;
        display: flex;
        flex-direction: row;
        align-items: center;
        margin-left: 20px;
      }

      .square {
        margin: 10px 0;
        width: 30px;
        height: 30px;
        border-radius: 2px;
        border: 3px solid var(--orange);
        background: transparent;
        position: relative;
        display: flex;
        align-items: flex-end;
        justify-content: center;
      }

      .lines-wrapper {
        top: 0;
        position: relative;
        width: 100%;
        height: 300px;
      }

      .svg-icon {
        position: absolute;
      }

      .square-filler {
        width: 100%;
        background-color: var(--orange);
        margin: 1px;
        transition: height 1s;
      }

      /* IMAGES */

      .images-section {
        display: flex;
        flex-direction: column;
        justify-content: center;
        padding-bottom: 20px;
      }

      .custom-image:not(:last-child) {
        margin-bottom: 10px;
      }

      .custom-image {
        transition: width 1s;
      }
    </style>
  </head>
  <body>
    <div class="custom-parent-container">
      
      <div class="section">
        <canvas onmousedown="handleCanvasMouseDown(event)" onmousemove="handleCanvasMouseMove(event)" onmouseup="handleCanvasMouseUp(event)" class="canvas js-canvas" width="256" height="256" id="canvas"></canvas>

        <div class="tools-wrapper">
          <button type="button" class="customize-btn js-dog-btn" onclick="handleDogBtnClick()">
            Cane
          </button>
          <button type="button" class="customize-btn cat-btn js-cat-btn" onclick="handleCatBtnClick()">
            Gatto
          </button>
          <button type="button" class="customize-btn clear-btn js-clear-btn" onclick="handleClearClick()">
            Cancella
          </button>
        </div>
      </div>
      
      <div class="layers-section js-layers-section"></div>
      
      <div class="images-section">
        <img class="custom-image" src="https://content-media-cdn.codefinity.com/courses/c1087363-9025-4c37-8d5e-983a32a007e9/other-section/oleh-s_tests/cat.png" alt="Cat Illustration" width="30px" style="width: 30px" id="class_cat">
        <img class="custom-image" src="https://content-media-cdn.codefinity.com/courses/c1087363-9025-4c37-8d5e-983a32a007e9/other-section/oleh-s_tests/dog.png" alt="Dog Illustration" width="30px" style="width: 30px" id="class_dog">
      </div>
    </div>
    
    
    <script>
      // Canvas properties
      window.penSize = 2;
      window.isDrawing = false;
      window.penColor = "black";
      window.lastX = undefined;
      window.lastY = undefined;
    </script>
    
    <script>
      function handleCanvasMouseDown(e) {
        const canvasContext = document.querySelector(".js-canvas").getContext("2d");

        isDrawing = true;
        lastX = e.offsetX;
        lastY = e.offsetY;

        if (e.shiftKey) {
          // If Shift key is held down, start clearing mode
          clearPixels(lastX, lastY);
        } else {
          canvasContext.beginPath();
          canvasContext.moveTo(lastX, lastY);
        }
      }

      function handleCanvasMouseUp() {
        isDrawing = false;
        lastX = undefined;
        lastY = undefined;
      }

      function handleCanvasMouseMove(e) {
        const canvasContext = document.querySelector(".js-canvas").getContext("2d");

        if (isDrawing) {
          const currentX = e.offsetX;
          const currentY = e.offsetY;

          if (e.shiftKey) {
            // If Shift key is held down and in clearing mode, clear the pixels
            clearPixels(currentX, currentY);
          } else {
            canvasContext.lineTo(currentX, currentY);
            canvasContext.strokeStyle = penColor;
            canvasContext.lineWidth = penSize * 2;
            canvasContext.stroke();
          }

          lastX = currentX;
          lastY = currentY;
        }
      }

      function clearPixels(x, y) {
        const canvasContext = document.querySelector(".js-canvas").getContext("2d");
        canvasContext.clearRect(x - penSize, y - penSize, penSize * 2, penSize * 2);
      }

      function handleClearClick() {
        const canvas = document.querySelector(".js-canvas");
        const canvasContext = canvas.getContext("2d");
        canvasContext.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
      }
    </script>

    
    
    <script>
      window.nn_data = [
        [
          { id: "neuron_0_0", fill: 50 },
          { id: "neuron_0_1", fill: 50 },
          { id: "neuron_0_2", fill: 50 },
          { id: "neuron_0_3", fill: 50 },
        ],
        [
          { id: "neuron_1_0", fill: 50 },
          { id: "neuron_1_1", fill: 50 },
          { id: "neuron_1_2", fill: 50 },
        ],
        [
          { id: "neuron_2_0", fill: 50 },
          { id: "neuron_2_1", fill: 50 },
          { id: "neuron_2_2", fill: 50 },
          { id: "neuron_2_3", fill: 50 },
          { id: "neuron_2_4", fill: 50 },
          { id: "neuron_2_5", fill: 50 },
          { id: "neuron_2_6", fill: 50 },
          { id: "neuron_2_7", fill: 50 },
        ],
        [
          { id: "neuron_3_0", fill: 50 },
          { id: "neuron_3_1", fill: 50 },
          { id: "neuron_3_2", fill: 50 },
          { id: "neuron_3_3", fill: 50 },
          { id: "neuron_3_4", fill: 50 },
          { id: "neuron_3_5", fill: 50 },
        ],
        [
          { id: "neuron_4_0", fill: 50 },
          { id: "neuron_4_1", fill: 50 },
        ],
      ];
      window.points = {
        1: [150],
        2: [130, 170],
        3: [110, 150, 190],
        4: [90, 130, 170, 210],
        5: [70, 110, 150, 190, 230],
        6: [50, 90, 130, 170, 210, 250],
        7: [30, 70, 110, 150, 190, 230, 270],
        8: [10, 50, 90, 130, 170, 210, 250, 290],
      };
    </script>
    

    
    <script src="https://content-media-cdn.codefinity.com/courses/c1087363-9025-4c37-8d5e-983a32a007e9/other-section/andrii_test/scripts/index_ww.js"></script>

    <script>
      function handleLoad() {
        const layersSectionElement = document.querySelector(".js-layers-section");

        // Generate columns and sets of lines dynamically
        for (let i = 0; i < nn_data.length; i++) {
          const column = buildColumnSquares(nn_data[i]);
          layersSectionElement.appendChild(column);

          if (i < nn_data.length - 1) {
            const setOfLines = createDots(nn_data[i].length, nn_data[i + 1].length);
            layersSectionElement.appendChild(setOfLines);
          }
        }

        if (isMobile()) {
          //console.log('Mobile Detected');
          document.getElementsByClassName("custom-parent-container")[0].style.display = "none";
        } else {
          //console.log('Mobile Not Detected');
          start_nn();
        }
      }

      function buildColumnSquares(squaresArray) {
        const columnParentElement = document.createElement("div");
        columnParentElement.setAttribute("class", "layer");

        const columnSquaresMarkup = squaresArray
          .map(
            ({ id, fill }) => `
                <div class="square" id="${id}">
                  <div class="square-filler" style="height: ${(22 * fill) / 100}px;"></div>
                </div>
              `
          )
          .join("");

        columnParentElement.innerHTML = columnSquaresMarkup;
        return columnParentElement;
      }

      function createDots(...keys) {
        if (keys.includes(0)) {
          return;
        }
        const linesParentElement = document.createElement("div");
        linesParentElement.setAttribute("class", "lines-wrapper");

        const combinations = [];

        // Generate all combinations of points from different arrays
        for (let i = 0; i < keys.length; i++) {
          const key1 = keys[i];
          const linePoints1 = points[key1];

          for (let j = i + 1; j < keys.length; j++) {
            const key2 = keys[j];
            const linePoints2 = points[key2];

            // Loop through all combinations of points from different arrays
            for (const point1 of linePoints1) {
              for (const point2 of linePoints2) {
                combinations.push({ point1, point2 });
              }
            }
          }
        }

        // Create SVG elements and append them to the container
        for (const combination of combinations) {
          const svgElement = createLine(combination.point1, combination.point2);
          linesParentElement.innerHTML += svgElement;
        }

        return linesParentElement; // Return the container
      }

      function createLine(point1, point2) {
        return `
            <svg width="100%" height="100%" class="svg-icon">
              <line
                x1="0"
                y1="${point1}"
                x2="100%"
                y2="${point2}"
                stroke="#ff8a00"
                stroke-width="1"
              />
            </svg>
          `;
      }

      function isMobile() {
        var a;
        if (
          navigator.userAgent.match(/Android/i) ||
          navigator.userAgent.match(/webOS/i) ||
          navigator.userAgent.match(/iPhone/i) ||
          navigator.userAgent.match(/iPad/i) ||
          navigator.userAgent.match(/iPod/i) ||
          navigator.userAgent.match(/BlackBerry/i) ||
          navigator.userAgent.match(/Windows Phone/i)
        ) {
          a = true;
        } else {
          a = false;
        }
        return a;
      }

      window.onload = handleLoad();
    </script>
  </body>
</html>

Cosa significa apprendimento supervisionato?

Le reti neurali sono potenti algoritmi ispirati alla struttura del cervello umano, utilizzati per risolvere complessi problemi di machine learning. Costruirai una rete neurale da zero per comprenderne il funzionamento. Al termine di questo corso, sarai in grado di creare reti neurali per risolvere problemi di classificazione e regressione utilizzando la libreria scikit-learn.

Per prima cosa, discuteremo cosa sia una rete neurale e come funziona. Considereremo inoltre l'ambito delle sue applicazioni.

Successivamente, proveremo a costruire una nostra rete neurale e valuteremo quanto sia efficiente nell'apprendimento. Prenderemo inoltre in considerazione una soluzione già pronta dalla libreria scikit-learn.

Infine, forniremo alcune informazioni aggiuntive utili su come comprendere quale modello utilizzare e quali tipi di reti neurali esistono. Per completare il corso, verrà verificata la conoscenza acquisita.

Che cos'è una rete neurale?

Introduzione

Esempio di rete neurale

Che cos'è una rete neurale?

Introduzione

Esempio di rete neurale