第四章1神经网络.ppt

前三章以知识为基础，通过符号推理，进行问题求解，通常把这些称为符号智能。 以数据为基础，通过训练建立联系，进行问题求解，一般称为计算智能。 计算智能一般包括：人工神经网络、遗传算法、模糊系统、进化程序设计、人工生命等。它的研究和发展正反映了当代科学技术多学科交叉与集成的重要发展趋势。 另一方面,1960年前后研究人类直觉思考的尝试,对于人工智能,处理人类的含糊性和灵活性的是模糊理论,模拟人脑神经系统学习机能的是神经网络,对生物的生命进化进行模型化的是遗传算法.这些内容,作为人工智能的新方法,受到了人们的重视。 模糊理论以控制领域,计算机领域为中心进行研究.特别是在控制领域,模糊控制是一种有效的方法.应用模糊控制开发出的一些恒温控制装置.模糊控制理论的实例比如说洗衣机,根据被洗涤衣服的污染程度以及数量,再不损伤衣物并清洗掉所有污垢的前提下,决定洗涤时间. 什么是计算智能 把神经网络（NN）归类于人工智能（AI）可能不大合适，而归类于计算智能（CI）更能说明问题实质。进化计算、人工生命和模糊逻辑系统的某些课题，也都归类于计算智能。 计算智能取决于制造者（manufacturers）提供的数值数据，不依赖于知识；另一方面，人工智能应用知识精品（knowledge tidbits）。人工神经网络应当称为计算神经网络。 计算智能与人工智能的区别和关系 A－Artificial，表示人工的（非生物的）；B－Biological，表示物理的＋化学的＋ （？）＝生物的； C－Computational，表示数学＋计算机 计算智能是一种智力方式的低层认知，它与人工智能的区别只是认知层次从中层下降至低层而已。中层系统含有知识（精品），低层系统则没有。 当一个系统只涉及数值（低层）数据，含有模式识别部分，不应用人工智能意义上的知识，而且能够呈现出： （1）计算适应性； （2）计算容错性； （3）接近人的速度； （4）误差率与人相近， 则该系统就是计算智能系统。 当一个智能计算系统以非数值方式加上知识（精品）值，即成为人工智能系统。 2 人工神经网络研究的进展 人工神经网络由大量人工神经元广泛互连而成的网络构成。每个神经元具有单一输出，并且能够与其他神经元连接，存在许多输出连接方法，每种连接方法对应一个连接权系数。它通过将这些人工神经元有效的组织起来，发挥并行的群体作用和协同作用。 以上是从宏观上分析了人脑信息处理特点。从信息系统研究的观点出发，对于人脑这个智能信息处理系统，有如下一些固有特征： (1)并行分布处理的工作模式。 实际上大脑中单个神经元的信息处理速度是很慢的，每次约1毫秒(ms)，比通常的电子门电路要慢几个数量级。每个神经元的处理功能也很有限，估计不会比计算机的一条指令更复杂。 但是人脑对某一复杂过程的处理和反应却很快，一般只需几百毫秒。例如要判定人眼看到的两个图形是否一样，实际上约需400 ms，而在这个处理过程中，与脑神经系统的一些主要功能，如视觉、记亿、推理等有关。按照上述神经元的处理速度，如果采用串行工作模式，就必须在几百个串行步内完成，这实际上是不可能办到的。因此只能把它看成是一个由众多神经元所组成的超高密度的并行处理系统。例如在一张照片寻找一个熟人的面孔，对人脑而言，几秒钟便可完成，但如用计算机来处理，以现有的技术，是不可能在短时间内完成的。由此可见，大脑信息处理的并行速度已达到了极高的程度。 猴娃的真相 最主要的显著特点，病态方面表现在头骨上，这个头骨可以看到它很低，眉弓很粗壮，最主要是颅缝，矢状缝、冠状缝过早地愈合，这两个骨缝，中间是矢状缝，过早愈合，冠状缝过早愈合，所以这样以来整个颅骨限制了往大的、往高的发展，所以这个头骨很低，很小。 袁振新：因为我还不是这方面解剖学专家。经过我们贾（兰坡）老，我们张振彪教授一测量，脑量只有700毫升。 大脑是一个让人迷惑的器官，是人身体的控制中枢，也是人智慧的所在。婴儿刚出生时，大脑的重量仅有350～400毫升，1岁左右的幼儿，大脑的重量达到出生时的两倍，也就是700到800毫升，相当于成人大脑重量的一半。正常人的脑容量一般为1400—1450毫升之间，而猴娃的脑容量只有671．97毫升，连正常人的一半都不到。那么，是什么原因导致猴娃的脑容量如此之少呢？ 袁振新：咱们生出来的骨头都慢慢长，长到一定程度它就不长了。我们小孩的脑袋要从产道里出来很难，所以他的骨头是可以插起来的。生出来以后，前面有一个孔点，后头有个孔点，骨头没长满，前囟点，后囟点。后来分析，猴娃这个小孩，他是骨缝早期愈合，就是脑量700毫升的时候它就愈合了。我