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人工神經網路簡介

發布時間:2023-11-17 23:00:12

Ⅰ 人工神經網路(ANN)簡述

我們從下面四點認識人工神經網路(ANN: Artificial Neutral Network):神經元結構、神經元的激活函數、神經網路拓撲結構、神經網路選擇權值和學習演算法。

1. 神經元:
我們先來看一組對比圖就能了解是怎樣從生物神經元建模為人工神經元。

下面分別講述:
生物神經元的組成包括細胞體、樹突、軸突、突觸。樹突可以看作輸入端,接收從其他細胞傳遞過來的電信號;軸突可以看作輸出端,傳遞電荷給其他細胞;突觸可以看作I/O介面,連接神經元,單個神經元可以和上千個神經元連接。細胞體內有膜電位,從外界傳遞過來的電流使膜電位發生變化,並且不斷累加,當膜電位升高到超過一個閾值時,神經元被激活,產生一個脈沖,傳遞到下一個神經元。

為了更形象理解神經元傳遞信號過程,把一個神經元比作一個水桶。水桶下側連著多根水管(樹突),水管既可以把桶里的水排出去(抑制性),又可以將其他水桶的水輸進來(興奮性),水管的粗細不同,對桶中水的影響程度不同(權重),水管對水桶水位(膜電位)的改變就是水桶內水位的改變,當桶中水達到一定高度時,就能通過另一條管道(軸突)排出去。

按照這個原理,科學家提出了M-P模型(取自兩個提出者的姓名首字母),M-P模型是對生物神經元的建模,作為人工神經網路中的一個神經元。

由MP模型的示意圖,我們可以看到與生物神經元的相似之處,x_i表示多個輸入,W_ij表示每個輸入的權值,其正負模擬了生物神經元中突出的興奮和抑制;sigma表示將全部輸入信號進行累加整合,f為激活函數,O為輸出。下圖可以看到生物神經元和MP模型的類比:

往後誕生的各種神經元模型都是由MP模型演變過來。

2. 激活函數
激活函數可以看作濾波器,接收外界各種各樣的信號,通過調整函數,輸出期望值。ANN通常採用三類激活函數:閾值函數、分段函數、雙極性連續函數(sigmoid,tanh):

3. 學習演算法
神經網路的學習也稱為訓練,通過神經網路所在環境的刺激作用調整神經網路的自由參數(如連接權值),使神經網路以一種新的方式對外部環境做出反應的一個過程。每個神經網路都有一個激活函數y=f(x),訓練過程就是通過給定的海量x數據和y數據,擬合出激活函數f。學習過程分為有導師學習和無導師學習,有導師學習是給定期望輸出,通過對權值的調整使實際輸出逼近期望輸出;無導師學習給定表示方法質量的測量尺度,根據該尺度來優化參數。常見的有Hebb學習、糾錯學習、基於記憶學習、隨機學習、競爭學習。

4. 神經網路拓撲結構
常見的拓撲結構有單層前向網路、多層前向網路、反饋網路,隨機神經網路、競爭神經網路。

5. 神經網路的發展

(不能貼公式不好解釋啊 -_-!)sigma是誤差信號,yita是學習率,net是輸入之和,V是輸入層到隱含層的權重矩陣,W是隱含層到輸出層的權重矩陣。

之後還有幾種

隨著計算機硬體計算能力越來越強,用來訓練的數據越來越多,神經網路變得越來越復雜。在人工智慧領域常聽到DNN(深度神經網路)、CNN(卷積神經網路)、RNN(遞歸神經網路)。其中,DNN是總稱,指層數非常多的網路,通常有二十幾層,具體可以是CNN或RNN等網路結構。

參考資料

Ⅱ 人工智慧:什麼是人工神經網路

許多 人工智慧 計算機系統的核心技術是人工神經網路(ANN),而這種網路的靈感來源於人類大腦中的生物結構。

通過使用連接的「神經元」結構,這些網路可以通過「學習」並在沒有人類參與的情況下處理和評估某些數據。

這樣的實際實例之一是使用人工神經網路(ANN)識別圖像中的對象。在構建一個識別「貓「圖像的一個系統中,將在包含標記為「貓」的圖像的數據集上訓練人工神經網路,該數據集可用作任何進行分析的參考點。正如人們可能學會根據尾巴或皮毛等獨特特徵來識別狗一樣,人工神經網路(ANN)也可以通過將每個圖像分解成不同的組成部分(如顏色和形狀)進行識別。

實際上,神經網路提供了位於託管數據之上的排序和分類級別,可基於相似度來輔助數據的聚類和分組。可以使用人工神經網路(ANN)生成復雜的垃圾郵件過濾器,查找欺詐行為的演算法以及可以精確了解情緒的客戶關系工具

人工神經網路如何工作

人工神經網路的靈感來自人腦的神經組織,使用類似於神經元的計算節點構造而成,這些節點沿著通道(如神經突觸的工作方式)進行信息交互。這意味著一個計算節點的輸出將影響另一個計算節點的處理。

神經網路標志著人工智慧發展的巨大飛躍,在此之前,人工智慧一直依賴於使用預定義的過程和定期的人工干預來產生所需的結果。人工神經網路可以使分析負載分布在多個互連層的網路中,每個互連層包含互連節點。在處理信息並對其進行場景處理之後,信息將傳遞到下一個節點,然後向下傳遞到各個層。這個想法是允許將其他場景信息接入網路,以通知每個階段的處理。

單個「隱藏」層神經網路的基本結構

就像漁網的結構一樣,神經網路的一個單層使用鏈將處理節點連接在一起。大量的連接使這些節點之間的通信得到增強,從而提高了准確性和數據處理吞吐量。

然後,人工神經網路將許多這樣的層相互疊放以分析數據,從而創建從第一層到最後一層的輸入和輸出數據流。盡管其層數將根據人工神經網路的性質及其任務而變化,但其想法是將數據從一層傳遞到另一層,並隨其添加附加的場景信息。

人腦是用3D矩陣連接起來的,而不是大量堆疊的圖層。就像人類大腦一樣,節點在接收到特定刺激時會在人工神經網路上「發射」信號,並將信號傳遞到另一個節點。但是,對於人工神經網路,輸入信號定義為實數,輸出為各種輸入的總和。

這些輸入的值取決於它們的權重,該權重用於增加或減少與正在執行的任務相對應的輸入數據的重要性。其目標是採用任意數量的二進制數值輸入並將其轉換為單個二進制數值輸出。

更復雜的神經網路提高了數據分析的復雜性

早期的神經網路模型使用淺層結構,其中只使用一個輸入和輸出層。而現代的系統由一個輸入層和一個輸出層組成,其中輸入層首先將數據輸入網路,多個「隱藏」層增加了數據分析的復雜性。

這就是「深度學習」一詞的由來——「深度」部分專門指任何使用多個「隱藏」層的神經網路。

聚會的例子

為了說明人工神經網路在實際中是如何工作的,我們將其簡化為一個實際示例。

想像一下你被邀請參加一個聚會,而你正在決定是否參加,這可能需要權衡利弊,並將各種因素納入決策過程。在此示例中,只選擇三個因素——「我的朋友會去嗎?」、「聚會地點遠嗎?」、「天氣會好嗎?」

通過將這些考慮因素轉換為二進制數值,可以使用人工神經網路對該過程進行建模。例如,我們可以為「天氣」指定一個二進制數值,即『1'代表晴天,『0'代表惡劣天氣。每個決定因素將重復相同的格式。

然而,僅僅賦值是不夠的,因為這不能幫助你做出決定。為此需要定義一個閾值,即積極因素的數量超過消極因素的數量。根據二進制數值,合適的閾值可以是「2」。換句話說,在決定參加聚會之前,需要兩個因素的閾值都是「1」,你才會決定去參加聚會。如果你的朋友要參加聚會(『1'),並且天氣很好(『1'),那麼這就表示你可以參加聚會。

如果天氣不好(『0'),並且聚會地點很遠(『0'),則達不到這一閾值,即使你的朋友參加(『1'),你也不會參加聚會。

神經加權

誠然,這是神經網路基本原理的一個非常基本的例子,但希望它有助於突出二進制值和閾值的概念。然而,決策過程要比這個例子復雜得多,而且通常情況下,一個因素比另一個因素對決策過程的影響更大。

要創建這種變化,可以使用「神經加權」——-通過乘以因素的權重來確定因素的二進制值對其他因素的重要性。

盡管示例中的每個注意事項都可能使你難以決策,但你可能會更重視其中一個或兩個因素。如果你不願意在大雨中出行去聚會,那惡劣的天氣將會超過其他兩個考慮因素。在這一示例中,可以通過賦予更高的權重來更加重視天氣因素的二進制值:

天氣= w5

朋友= w2

距離= w2

如果假設閾值現在已設置為6,則惡劣的天氣(值為0)將阻止其餘輸入達到所需的閾值,因此該節點將不會「觸發」(這意味著你將決定不參加聚會)。

雖然這是一個簡單的示例,但它提供了基於提供的權重做出決策的概述。如果要將其推斷為圖像識別系統,則是否參加聚會(輸入)的各種考慮因素將是給定圖像的折衷特徵,即顏色、大小或形狀。例如,對識別狗進行訓練的系統可以對形狀或顏色賦予更大的權重。

當神經網路處於訓練狀態時,權重和閾值將設置為隨機值。然後,當訓練數據通過網路傳遞時將不斷進行調整,直到獲得一致的輸出為止。

神經網路的好處

神經網路可以有機地學習。也就是說,神經網路的輸出結果並不受輸入數據的完全限制。人工神經網路可以概括輸入數據,使其在模式識別系統中具有價值。

他們還可以找到實現計算密集型答案的捷徑。人工神經網路可以推斷數據點之間的關系,而不是期望數據源中的記錄是明確關聯的。

它們也可以是容錯的。當神經網路擴展到多個系統時,它們可以繞過無法通信的缺失節點。除了圍繞網路中不再起作用的部分進行路由之外,人工神經網路還可以通過推理重新生成數據,並幫助確定不起作用的節點。這對於網路的自診斷和調試非常有用。

但是,深度神經網路提供的最大優勢是能夠處理和聚類非結構化數據,例如圖片、音頻文件、視頻、文本、數字等數據。在分析層次結構中,每一層節點都在前一層的輸出上進行訓練,深層神經網路能夠處理大量的這種非結構化數據,以便在人類處理分析之前找到相似之處。

神經網路的例子

神經網路應用還有許多示例,可以利用它從復雜或不精確數據中獲得見解的能力。

圖像識別人工神經網路可以解決諸如分析特定物體的照片等問題。這種演算法可以用來區分狗和貓。更重要的是,神經網路已經被用於只使用細胞形狀信息來診斷癌症。

近30年來,金融神經網路被用於匯率預測、股票表現和選擇預測。神經網路也被用來確定貸款信用評分,學習正確識別良好的或糟糕的信用風險。而電信神經網路已被電信公司用於通過實時評估網路流量來優化路由和服務質量。

Ⅲ 神經網路是什麼

神經網路可以指向兩種,一個是生物神經網路,一個是人工神經網路。
生物神經網路:一般指生物的大腦神經元,細胞,觸點等組成的網路,用於產生生物的意識,幫助生物進行思考和行動。
人工神經網路(Artificial Neural Networks,簡寫為ANNs)也簡稱為神經網路(NNs)或稱作連接模型(Connection Model),它是一種模仿動物神經網路行為特徵,進行分布式並行信息處理的演算法數學模型。這種網路依靠系統的復雜程度,通過調整內部大量節點之間相互連接的關系,從而達到處理信息的目的。
人工神經網路:是一種應用類似於大腦神經突觸聯接的結構進行信息處理的數學模型。在工程與學術界也常直接簡稱為「神經網路」或類神經網路。

Ⅳ 人工神經網路有什麼應用條件

人工神經網路(Artificial Neural Network,簡稱ANN ),以數學模型模擬神經元活動,是基於模仿大腦神經網路結構和功能而建立的一種信息處理系統。人工神經網路具有自學習、自組織、自適應以及很強的非線性函數逼近能力,擁有強大的容錯性。它可以實現模擬、預測以及模糊控制等功能。是處理非線性系統的有力工具。
它是物流合作夥伴選擇方法中合作夥伴選擇的神經網路演算法的另一種名稱。它是20世界80年代後迅速發展的一門新興學科,ANN可以模擬人腦的某些智能行為,如知覺,靈感和形象思維等,具有自學性,自適應和非線性動態處理等特徵。
將ANN應用於供應鏈管理(SCM)環境下合作合辦的綜合評價選擇,意在建立更加接近於人類思維模式的定性與定量相結合的綜合評價選擇模型。通過對給定樣本模式的學習,獲取評價專家的知識,經驗,主管判斷及對目標重要性的傾向,當對合作夥伴作出綜合評價時,該方法可再現評價專家的經驗,知識和直覺思維,從而實現了定性分析與定量分析的有效結合,也可以較好的保證合作夥伴綜合評價結果的客觀性。
在選定評價指標組合的基礎上,對評價指標作出評價,得到評價值後,因各指標間沒有統一的度量標准,難以進行直接的分析和比較,也不利於輸入神經網路計算。因此,在用神經網路進行綜合評價之前,應首先將輸入的評價值通過隸屬函數的作用轉換為(0,1]之間的值,即對評價值進行標准無綱量化,並作為神經網路的輸入,以使ANN可以處理定量和定性指標。

Ⅳ 什麼是人工神經網路

人工神經網路(Artificial Neural Network,即ANN ),是20世紀80 年代以來人工智慧領域興起的研究熱點。它從專信息處理角度對人屬腦神經元網路進行抽象, 建立某種簡單模型,按不同的連接方式組成不同的網路。在工程與學術界也常直接簡稱為神經網路或類神經網路。神經網路是一種運算模型,由大量的節點(或稱神經元)之間相互聯接構成。每個節點代表一種特定的輸出函數,稱為激勵函數(activation function)。每兩個節點間的連接都代表一個對於通過該連接信號的加權值,稱之為權重,這相當於人工神經網路的記憶。網路的輸出則依網路的連接方式,權重值和激勵函數的不同而不同。而網路自身通常都是對自然界某種演算法或者函數的逼近,也可能是對一種邏輯策略的表達。最近十多年來,人工神經網路的研究工作不斷深入,已經取得了很大的進展,其在模式識別、智能機器人、自動控制、預測估計、生物、醫學、經濟等領域已成功地解決了許多現代計算機難以解決的實際問題,表現出了良好的智能特性。

Ⅵ 人工神經網路,人工神經網路是什麼意思

人工神經網路(Artificial Neural Network,即ANN ),是20世紀80 年代以來人工智慧領域興起的研究熱點。內它從信息處理角度對人容腦神經元網路進行抽象, 建立某種簡單模型,按不同的連接方式組成不同的網路。在工程與學術界也常直接簡稱為神經網路或類神經網路。神經網路是一種運算模型,由大量的節點(或稱神經元)之間相互聯接構成。每個節點代表一種特定的輸出函數,稱為激勵函數(activation function)。每兩個節點間的連接都代表一個對於通過該連接信號的加權值,稱之為權重,這相當於人工神經網路的記憶。網路的輸出則依網路的連接方式,權重值和激勵函數的不同而不同。而網路自身通常都是對自然界某種演算法或者函數的逼近,也可能是對一種邏輯策略的表達。

Ⅶ 神經網路演算法的人工神經網路

人工神經網路(Artificial Neural Networks,ANN)系統是 20 世紀 40 年代後出現的。它是由眾多的神經元可調的連接權值連接而成,具有大規模並行處理、分布式信 息存儲、良好的自組織自學習能力等特點。BP(Back Propagation)演算法又稱為誤差 反向傳播演算法,是人工神經網路中的一種監督式的學習演算法。BP 神經網路演算法在理 論上可以逼近任意函數,基本的結構由非線性變化單元組成,具有很強的非線性映射能力。而且網路的中間層數、各層的處理單元數及網路的學習系數等參數可根據具體情況設定,靈活性很大,在優化、信號處理與模式識別、智能控制、故障診斷等許 多領域都有著廣泛的應用前景。 人工神經元的研究起源於腦神經元學說。19世紀末,在生物、生理學領域,Waldeger等人創建了神經元學說。人們認識到復雜的神經系統是由數目繁多的神經元組合而成。大腦皮層包括有100億個以上的神經元,每立方毫米約有數萬個,它們互相聯結形成神經網路,通過感覺器官和神經接受來自身體內外的各種信息,傳遞至中樞神經系統內,經過對信息的分析和綜合,再通過運動神經發出控制信息,以此來實現機體與內外環境的聯系,協調全身的各種機能活動。
神經元也和其他類型的細胞一樣,包括有細胞膜、細胞質和細胞核。但是神經細胞的形態比較特殊,具有許多突起,因此又分為細胞體、軸突和樹突三部分。細胞體內有細胞核,突起的作用是傳遞信息。樹突是作為引入輸入信號的突起,而軸突是作為輸出端的突起,它只有一個。
樹突是細胞體的延伸部分,它由細胞體發出後逐漸變細,全長各部位都可與其他神經元的軸突末梢相互聯系,形成所謂「突觸」。在突觸處兩神經元並未連通,它只是發生信息傳遞功能的結合部,聯系界面之間間隙約為(15~50)×10米。突觸可分為興奮性與抑制性兩種類型,它相應於神經元之間耦合的極性。每個神經元的突觸數目正常,最高可達10個。各神經元之間的連接強度和極性有所不同,並且都可調整、基於這一特性,人腦具有存儲信息的功能。利用大量神經元相互聯接組成人工神經網路可顯示出人的大腦的某些特徵。
人工神經網路是由大量的簡單基本元件——神經元相互聯接而成的自適應非線性動態系統。每個神經元的結構和功能比較簡單,但大量神經元組合產生的系統行為卻非常復雜。
人工神經網路反映了人腦功能的若干基本特性,但並非生物系統的逼真描述,只是某種模仿、簡化和抽象。
與數字計算機比較,人工神經網路在構成原理和功能特點等方面更加接近人腦,它不是按給定的程序一步一步地執行運算,而是能夠自身適應環境、總結規律、完成某種運算、識別或過程式控制制。
人工神經網路首先要以一定的學習准則進行學習,然後才能工作。現以人工神經網路對於寫「A」、「B」兩個字母的識別為例進行說明,規定當「A」輸入網路時,應該輸出「1」,而當輸入為「B」時,輸出為「0」。
所以網路學習的准則應該是:如果網路作出錯誤的的判決,則通過網路的學習,應使得網路減少下次犯同樣錯誤的可能性。首先,給網路的各連接權值賦予(0,1)區間內的隨機值,將「A」所對應的圖象模式輸入給網路,網路將輸入模式加權求和、與門限比較、再進行非線性運算,得到網路的輸出。在此情況下,網路輸出為「1」和「0」的概率各為50%,也就是說是完全隨機的。這時如果輸出為「1」(結果正確),則使連接權值增大,以便使網路再次遇到「A」模式輸入時,仍然能作出正確的判斷。
如果輸出為「0」(即結果錯誤),則把網路連接權值朝著減小綜合輸入加權值的方向調整,其目的在於使網路下次再遇到「A」模式輸入時,減小犯同樣錯誤的可能性。如此操作調整,當給網路輪番輸入若干個手寫字母「A」、「B」後,經過網路按以上學習方法進行若干次學習後,網路判斷的正確率將大大提高。這說明網路對這兩個模式的學習已經獲得了成功,它已將這兩個模式分布地記憶在網路的各個連接權值上。當網路再次遇到其中任何一個模式時,能夠作出迅速、准確的判斷和識別。一般說來,網路中所含的神經元個數越多,則它能記憶、識別的模式也就越多。 (1)人類大腦有很強的自適應與自組織特性,後天的學習與訓練可以開發許多各具特色的活動功能。如盲人的聽覺和觸覺非常靈敏;聾啞人善於運用手勢;訓練有素的運動員可以表現出非凡的運動技巧等等。
普通計算機的功能取決於程序中給出的知識和能力。顯然,對於智能活動要通過總結編製程序將十分困難。
人工神經網路也具有初步的自適應與自組織能力。在學習或訓練過程中改變突觸權重值,以適應周圍環境的要求。同一網路因學習方式及內容不同可具有不同的功能。人工神經網路是一個具有學習能力的系統,可以發展知識,以致超過設計者原有的知識水平。通常,它的學習訓練方式可分為兩種,一種是有監督或稱有導師的學習,這時利用給定的樣本標准進行分類或模仿;另一種是無監督學習或稱無為導師學習,這時,只規定學習方式或某些規則,則具體的學習內容隨系統所處環境 (即輸入信號情況)而異,系統可以自動發現環境特徵和規律性,具有更近似人腦的功能。
(2)泛化能力
泛化能力指對沒有訓練過的樣本,有很好的預測能力和控制能力。特別是,當存在一些有雜訊的樣本,網路具備很好的預測能力。
(3)非線性映射能力
當對系統對於設計人員來說,很透徹或者很清楚時,則一般利用數值分析,偏微分方程等數學工具建立精確的數學模型,但當對系統很復雜,或者系統未知,系統信息量很少時,建立精確的數學模型很困難時,神經網路的非線性映射能力則表現出優勢,因為它不需要對系統進行透徹的了解,但是同時能達到輸入與輸出的映射關系,這就大大簡化設計的難度。
(4)高度並行性
並行性具有一定的爭議性。承認具有並行性理由:神經網路是根據人的大腦而抽象出來的數學模型,由於人可以同時做一些事,所以從功能的模擬角度上看,神經網路也應具備很強的並行性。
多少年以來,人們從醫學、生物學、生理學、哲學、信息學、計算機科學、認知學、組織協同學等各個角度企圖認識並解答上述問題。在尋找上述問題答案的研究過程中,這些年來逐漸形成了一個新興的多學科交叉技術領域,稱之為「神經網路」。神經網路的研究涉及眾多學科領域,這些領域互相結合、相互滲透並相互推動。不同領域的科學家又從各自學科的興趣與特色出發,提出不同的問題,從不同的角度進行研究。
下面將人工神經網路與通用的計算機工作特點來對比一下:
若從速度的角度出發,人腦神經元之間傳遞信息的速度要遠低於計算機,前者為毫秒量級,而後者的頻率往往可達幾百兆赫。但是,由於人腦是一個大規模並行與串列組合處理系統,因而,在許多問題上可以作出快速判斷、決策和處理,其速度則遠高於串列結構的普通計算機。人工神經網路的基本結構模仿人腦,具有並行處理特徵,可以大大提高工作速度。
人腦存貯信息的特點為利用突觸效能的變化來調整存貯內容,也即信息存貯在神經元之間連接強度的分布上,存貯區與計算機區合為一體。雖然人腦每日有大量神經細胞死亡 (平均每小時約一千個),但不影響大腦的正常思維活動。
普通計算機是具有相互獨立的存貯器和運算器,知識存貯與數據運算互不相關,只有通過人編出的程序使之溝通,這種溝通不能超越程序編制者的預想。元器件的局部損壞及程序中的微小錯誤都可能引起嚴重的失常。 心理學家和認知科學家研究神經網路的目的在於探索人腦加工、儲存和搜索信息的機制,弄清人腦功能的機理,建立人類認知過程的微結構理論。
生物學、醫學、腦科學專家試圖通過神經網路的研究推動腦科學向定量、精確和理論化體系發展,同時也寄希望於臨床醫學的新突破;信息處理和計算機科學家研究這一問題的目的在於尋求新的途徑以解決不能解決或解決起來有極大困難的大量問題,構造更加逼近人腦功能的新一代計算機。
人工神經網路早期的研究工作應追溯至上世紀40年代。下面以時間順序,以著名的人物或某一方面突出的研究成果為線索,簡要介紹人工神經網路的發展歷史。
1943年,心理學家W·Mcculloch和數理邏輯學家W·Pitts在分析、總結神經元基本特性的基礎上首先提出神經元的數學模型。此模型沿用至今,並且直接影響著這一領域研究的進展。因而,他們兩人可稱為人工神經網路研究的先驅。
1945年馮·諾依曼領導的設計小組試製成功存儲程序式電子計算機,標志著電子計算機時代的開始。1948年,他在研究工作中比較了人腦結構與存儲程序式計算機的根本區別,提出了以簡單神經元構成的再生自動機網路結構。但是,由於指令存儲式計算機技術的發展非常迅速,迫使他放棄了神經網路研究的新途徑,繼續投身於指令存儲式計算機技術的研究,並在此領域作出了巨大貢獻。雖然,馮·諾依曼的名字是與普通計算機聯系在一起的,但他也是人工神經網路研究的先驅之一。
50年代末,F·Rosenblatt設計製作了「感知機」,它是一種多層的神經網路。這項工作首次把人工神經網路的研究從理論探討付諸工程實踐。當時,世界上許多實驗室仿效製作感知機,分別應用於文字識別、聲音識別、聲納信號識別以及學習記憶問題的研究。然而,這次人工神經網路的研究高潮未能持續很久,許多人陸續放棄了這方面的研究工作,這是因為當時數字計算機的發展處於全盛時期,許多人誤以為數字計算機可以解決人工智慧、模式識別、專家系統等方面的一切問題,使感知機的工作得不到重視;其次,當時的電子技術工藝水平比較落後,主要的元件是電子管或晶體管,利用它們製作的神經網路體積龐大,價格昂貴,要製作在規模上與真實的神經網路相似是完全不可能的;另外,在1968年一本名為《感知機》的著作中指出線性感知機功能是有限的,它不能解決如異感這樣的基本問題,而且多層網路還不能找到有效的計算方法,這些論點促使大批研究人員對於人工神經網路的前景失去信心。60年代末期,人工神經網路的研究進入了低潮。
另外,在60年代初期,Widrow提出了自適應線性元件網路,這是一種連續取值的線性加權求和閾值網路。後來,在此基礎上發展了非線性多層自適應網路。當時,這些工作雖未標出神經網路的名稱,而實際上就是一種人工神經網路模型。
隨著人們對感知機興趣的衰退,神經網路的研究沉寂了相當長的時間。80年代初期,模擬與數字混合的超大規模集成電路製作技術提高到新的水平,完全付諸實用化,此外,數字計算機的發展在若干應用領域遇到困難。這一背景預示,向人工神經網路尋求出路的時機已經成熟。美國的物理學家Hopfield於1982年和1984年在美國科學院院刊上發表了兩篇關於人工神經網路研究的論文,引起了巨大的反響。人們重新認識到神經網路的威力以及付諸應用的現實性。隨即,一大批學者和研究人員圍繞著 Hopfield提出的方法展開了進一步的工作,形成了80年代中期以來人工神經網路的研究熱潮。
1985年,Ackley、Hinton和Sejnowski將模擬退火演算法應用到神經網路訓練中,提出了Boltzmann機,該演算法具有逃離極值的優點,但是訓練時間需要很長。
1986年,Rumelhart、Hinton和Williams提出了多層前饋神經網路的學習演算法,即BP演算法。它從證明的角度推導演算法的正確性,是學習演算法有理論依據。從學習演算法角度上看,是一個很大的進步。
1988年,Broomhead和Lowe第一次提出了徑向基網路:RBF網路。
總體來說,神經網路經歷了從高潮到低谷,再到高潮的階段,充滿曲折的過程。

Ⅷ 深度學習中什麼是人工神經網路

人工神經網路(Artificial Neural Network,即ANN )是從信息處理角度對人腦神經元網路進行抽象,是20世紀80年代以來人工智慧領域興起的研究熱點,其本質是一種運算模型,由大量的節點(或稱神經元)之間相互聯接構成,在模式識別、智能機器人、自動控制、生物、醫學、經濟等領域已成功地解決了許多現代計算機難以解決的實際問題,表現出了良好的智能特性。

人工神經網路是由大量處理單元互聯組成的非線性、自適應信息處理系統,它是在現代 神經科學研究成果的基礎上提出的,試圖通過模擬大腦神經網路處理、記憶信息的方式進行信息處理。人工神經網路具有四個基本特徵:

(1)非線性– 非線性關系是自然界的普遍特性,人工神經元處於激活或抑制二種不同的狀態,這種行為在數學上表現為一種非線性

人工神經網路

由系統外部觀察的單元。神經元間的連接權值反映了單元間的連接強度,信息的表示和處理體現在網路處理單元的連接關系中。

總結:人工神經網路是一種非程序化、 適應性、大腦風格的信息處理 ,其本質是通過網路的變換和動力學行為得到一種並行分布式的信息處理功能,並在不同程度和層次上模仿人腦神經系統的信息處理功能。

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