❶ 神经网络从何而来
【嵌牛导读】神经网络从何而来?这里说的‘从何而来’,并不仅仅是从技术上去介绍一个方法的创造或发展,而更想探讨方法背后所蕴含的思想基础与演变之路。
【嵌牛鼻子】神经网络、深度学习
【嵌牛提问】神经网络的由来?
【嵌牛正文】深度学习与神经网络是近几年来计算机与人工智能领域最炙手可热的话题了。为了蹭这波热度,博主也打算分享一些自己的经验与思考。第一篇文章想探讨一个非常基础的问题:神经网络从何而来?这里说的‘从何而来’,并不仅仅是从技术上去介绍一个方法的创造或发展,而更想探讨方法背后所蕴含的思想基础与演变之路。
首先,需要为‘神经网络’正一下名。在人工智能领域,我们通常所说的神经网络(Neural Networks)全称是人工神经网络(Artificial Neural Network),与之对应的是我们用肉长成的生物神经网络(Biology Neural Network)。众所周知,人工神经网络受生物神经网络的启发而产生,并在几十年间不断进步演化。可要论人类对人工智能的探索历史,却远远长于这几十年。为了深刻了解神经网络出现的背景,我们有必要从更早的历史开始说起。
简单说,人工智能想做的事情就是去总结和提炼人类思考的过程,使之能够机械化、可重复。从各种神话、传说来看,我们的祖先在几千年前就对这件事儿充满了好奇与遐想。到两千多年前,一大批伟大的哲学家在希腊、中国和印度相继诞生,并将人类对这一问题的认识推向了新的高度。为避免本文成为枯燥的哲学史,这里不想举太多的例子。伟大的希腊哲学家亚里士多德在他的《前分析篇》中提出了着名的三段论(sollygism),类似于:
所有希腊人是人
所有人终有一死
因此所有希腊人终有一死
虽然这是我们现在已经无比熟悉的推理模式,但是要在2000年前从无到有系统总结出一系列这样的命题与推理模式,却着实不易。有了‘三段论’这种的武器,人们对问题的认识与决策就能从感性真正走向理性,做到可以重复。此外,我们熟悉的欧式几何也是当时这种逻辑推理学派的代表。欧式几何以一系列的公理为基础,基于一套严密的逻辑推理体系,最终得到结论的证明,现在仍然是每个学生需要反复训练的思维体操。
随着时间的演进,认知哲学与逻辑学也在不断的发展。在17世纪时,以笛卡尔、莱布尼茨为代表的哲学家进一步提出通过数学的方式对逻辑推演进行标准化,这也是对人脑推理与思考的再次抽象,为后续以后基于数字电路的人工智能打下了基础。之后,数理逻辑进一步发展,而到了20世纪中期,数理逻辑又一次取得了巨大的突破,哥德尔不完备理论、图灵机模型等的相继提出,科学家们既认识到了数理逻辑的局限性,也看到了将推理机械化的无限可能性,一种新的计算方式呼之欲出。
在图灵机的思想指导下,第一台电子计算机很快被设计出来,为人工智能的真正实现提供了物质上的基础。其实回望人工智能历史上的历次重大飞跃,硬件技术的发展无不扮演者重要的作用。很多看似有效的算法都苦于没有足够强大的计算平台支持无疾而终,而计算能力的提升也可以促进科学家们们摆脱束缚,在算法的研究道路上天马行空。深度学习这些年的迅猛发展,很大程度就是得益于大规模集群和图形处理器等技术的成熟,使得用复杂模型快速处理大规模数据成为可能。
1956年达特茅斯会议上,斯坦福大学科学家约翰·麦卡锡(John McCarthy)正式提出了‘人工智能’这一概念, 标志着一个学科的正式诞生,也标志着人工智能的发展开始进入了快车道。如果说逻辑符号操作是对人类思维的本质的抽象,那么利用电子计算机技术来模拟人类的符号推理计算也是一个自然而然的想法。在艾伦·纽威尔(Alan Newell)和赫伯特·西蒙(Herbert A.Simon)等大师的推动下,以逻辑推演为核心符号主义(symbolicism)流派很快占据了人工智能领域的重要地位。符号主义在很多领域取得了成功,比如在80年代风靡一时的专家系统,通过知识库和基于知识库的推理系统模拟专家进行决策,得到了广泛的应用。而本世纪初热炒的语义网络以及当下最流行的知识图谱,也可以看做这一流派的延续与发展。
符号主义最大的特点是知识的表示直观,推理的过程清晰,但是也存在着许多局限性。除去在计算能力方面的困扰,一个很大的问题就在于虽然我们可以通过逻辑推理解决一些复杂的问题,但是对一些看似简单的问题,比如人脸识别,却无能为力。当看到一张人脸的照片,我们可以毫不费力的识别出这个人是谁,可这个过程并不需要做什么复杂的推理,它在我们的大脑中瞬间完成,以至于我们对这个过程的细节却一无所知。看起来想通过挖掘一系列严密的推理规则解决这类问题是相对困难的,这也促使很多人去探索与人脑工作更加贴合的解决方案。实际上在符号主义出现的同时,人工智能的另一重要学派联结主义(Connectionism)也开始蓬勃发展,本文的‘主角’神经网络终于可以登场了。
在文章的一开始就提到,我们现在所说的人工神经网络是受生物神经网络启发而设计出来的。在1890年,实验心理学先驱William James在他的巨着《心理学原理》中第一次详细论述人脑结构及功能。其中提到神经细胞受到刺激激活后可以把刺激传播到另一个神经细胞,并且神经细胞激活是细胞所有输入叠加的结果。这一后来得到验证的假说也成为了人工神经网络设计的生物学基础。基于这一假说,一系列模拟人脑神经计算的模型被相继提出,具有代表性的有Hebbian Learning Rule, Oja's Rule和MCP Neural Model等,他们与现在通用的神经网络模型已经非常相似,例如在Hebbian Learning模型中,已经可以支持神经元之间权重的自动学习。而在1958年,Rosenblatt将这些模型付诸于实施,利用电子设备构建了真正意义上的第一个神经网络模型:感知机(Perceptron)。Rosenblatt现场演示了其学习识别简单图像的过程,在当时的社会引起了轰动,并带来了神经网络的第一次大繁荣。此后的几十年里,神经网络又经历了数次起起伏伏,既有春风得意一统天下的岁月,也有被打入冷宫无人问津的日子,当然,这些都是后话了。
本文更想讨论这样一个问题:神经网络产生的动机仅仅是对生物学中对神经机制的模仿吗?在神经网络产生的背后,还蕴含着一代代科学家怎么样的思想与情怀呢?事实上,在神经网络为代表的一类方法在人工智能中又被称为联结主义(Connectionism)。关于联结主义的历史,一般的文献介绍按照惯例会追溯到希腊时期哲学家们对关联性的定义与研究,例如我们的老朋友亚里士多德等等。然而当时哲学家研究的关联其实并不特指神经元之间的这种关联,比如前文提到的符号推理本身也是一种形式关联,在希腊哲学中并没有对这两者进行专门的区分。所以硬要把这些说成是连接主义的思想起源略微有一些牵强。
前文提到,在数理逻辑发展过程中,17世纪的欧陆理性主义起到了重要的作用。以笛卡尔、莱布尼茨等为代表的哲学家,主张在理性中存在着天赋观念,以此为原则并严格按照逻辑必然性进行推理就可以得到普遍必然的知识。与此同时,以洛克、休谟等哲学家为代表的英国经验主义,则强调人类的知识来自于对感知和经验归纳。这一定程度上是对绝对的真理的一种否定,人类的认识是存在主观的,随经验而变化的部分的。如果在这个思想的指导下,我们与其去寻找一套普世且完备的推理系统,不如去构造一套虽不完美但能够随着经验积累不断完善的学习系统。而休谟甚至提出了放弃揭示自然界的因果联系和必然规律,而是依据“习惯性联想”去描绘一连串的感觉印象。这其实和神经网络设计的初衷是非常类似的:重视经验的获得与归纳(通过样本进行学习),但对模型本身的严谨性与可解释行则没有那么关注,正如有时候我们愿意把神经网络模型看做是一个‘黑箱’。
然而单单一个‘黑箱’是不能成为经验的学习与整理的系统的,我们还需要去寻找构建‘黑箱’的一种方法论。现代哲学发展到20世纪初期时,在维特根斯坦和罗素等哲学家的倡导下,产生了逻辑经验主义学派。依托当时逻辑学的迅猛发展,这一主义既强调经验的作用,也重视通过严密的逻辑推理来得到结论,而非简单的归纳。在数理逻辑领域颇有建树的罗素有一位大名鼎鼎的学生诺伯特·维纳,他创立的控制论与系统论、信息论一道,为信息科学的发展提供了坚实的理论基础。而神经网络模型的创立也深受这‘三论’的影响。前文提到MCP神经元模型的两位创始人分别是罗素和维纳的学生。作为一个系统,神经网络接受外部的输入,得到输出,并根据环境进行反馈,对系统进行更新,直到达到稳定状态。这个过程,同样也是神经网络对环境信息传递的接受和重新编码的过程。如果如果把神经网络当做一个‘黑盒’,那么我们首先关心该是这个黑盒的输入与输出,以及如何根据环境给黑盒一个合理的反馈,使之能够进行调整。而黑盒内部的结构,则更多的成为了形式的问题。我们借鉴生物神经网络构造这个黑盒,恰好是一个好的解决方案,但这未必是唯一的解决方案或者说与人类大脑的神经元结构存在必然的联系。比如在统计学习领域中最着名的支持向量机(Support Vector Machines),最终是作为一种特殊的神经网络而提出的。可当其羽翼丰满之后,则和神经网络逐渐脱离关系,开启了机器学习的另一个门派。不同的模型形式之间可以互相转化,但是重视经验(样本),强调反馈的思想却一直保留下来。
前面说了这些,到底神经网络从何而来呢?总结下来就是三个方面吧:1.对理性逻辑的追求,对样本实证的重视,为神经网络的诞生提供了思想的基础。2.生物学与神经科学的发展为神经网络形式的出现提供了启发。3.计算机硬件的发展与计算能力的提升使神经网络从理想变成了现实。而这三方面的发展也催生着神经网络的进一步发展与深度学习的成熟:更大规模的数据,更完善的优化算法使网络能够学习到更多更准确的信息;对人脑的认识的提升启发设计出层次更深,结构更高效的网络结构;硬件存储与计算能力提升使海量数据的高效训练成为可能。而未来神经网络给我们带来的更多惊喜,也很大可能源自于这三个方面,让我们不妨多一些期待吧。
❷ 神经网络是机器学习吗
神经网络属于机器学习领域一个小的技术分支,是技术手段
机器学习是一个相对宽泛的研究领域
❸ 神经网络是什么
神经网络是一种以人脑为模型的机器学习,简单地说就是创造一个人工神经网络,通过一种算法允许计算机通过合并新的数据来学习。
神经网络简单说就是通过一种算法允许计算机通过合并新的数据来学习!
❹ 人工神经网络是哪个流派的基础
“纯意念控制”人工神经康复机器人系统2014年6月14日在天津大学和天津市人民医院共同举办的发表会上,由双方共同研制的人工神经康复机器人“神工一号”正式亮相。
中文名
“纯意念控制”人工神经康复机器人系统
发布时间
2014年6月14日
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产品特色发展历史
功能配置
“纯意念控制”人工神经康复机器人系统在复合想象动作信息解析与处理、异步脑——机接口训练与识别、皮层——肌肉活动同步耦合优化、中风后抑郁脑电非线性特征提取与筛查等关键技术上取得了重大突破。
“纯意念控制”人工神经康复机器人系统包括无创脑电传感模块、想象动作特征检测模块、运动意图识别模块、指令编码接口模块、刺激信息调理模块、刺激电流输出模块6部分。
产品特色
“纯意念控制”人工神经康复机器人系统最新研究成果将让不少中风、瘫痪人士燃起重新独立生活的希望。现已拥有包括23项授权国家发明专利、1项软件着作权在内的自主知识产权集群,是全球首台适用于全肢体中风康复的“纯意念控制”人工神经机器人系统。[1]
脑控机械外骨骼是利用被动机械牵引,非肌肉主动收缩激活。而“神工一号”则利用神经肌肉电刺激,模拟神经冲动的电刺激引起肌肉产生主动收缩,带动骨骼和关节产生自主动作,与人体自主运动原理一致。
体验者需要把装有电极的脑电探测器戴在头部,并在患病肢体的肌肉上安装电极,借助“神工一号”的连接,就可以用“意念”来“控制”自己本来无法行动的肢体了。[2]
发展历史
“纯意念控制”人工神经康复机器人系统技术历时10年,是国家“863计划“、“十二五”国家科技支撑计划和国家优秀青年科学基金重点支持项目。
人工神经网络(Artificial Neural Network,即ANN ),是20世纪80 年代以来人工智能领域兴起的研究热点。它从信息处理角度对人脑神经元网络进行抽象, 建立某种简单模型,按不同的连接方式组成不同的网络。在工程与学术界也常直接简称为神经网络或类神经网络。神经网络是一种运算模型,由大量的节点(或称神经元)之间相互联接构成。每个节点代表一种特定的输出函数,称为激励函数(activation function)。每两个节点间的连接都代表一个对于通过该连接信号的加权值,称之为权重,这相当于人工神经网络的记忆。网络的输出则依网络的连接方式,权重值和激励函数的不同而不同。而网络自身通常都是对自然界某种算法或者函数的逼近,也可能是对一种逻辑策略的表达。
最近十多年来,人工神经网络的研究工作不断深入,已经取得了很大的进展,其在模式识别、智能机器人、自动控制、预测估计、生物、医学、经济等领域已成功地解决了许多现代计算机难以解决的实际问题,表现出了良好的智能特性。
中文名
人工神经网络
外文名
artificial neural network
别称
ANN
应用学科
人工智能
适用领域范围
模式分类
精品荐读
“蠢萌”的神经网络
作者:牛油果进化论
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基本特征发展历史网络模型学习类型分析方法特点优点研究方向发展趋势应用分析
神经元
如图所示
a1~an为输入向量的各个分量
w1~wn为神经元各个突触的权值
b为偏置
f为传递函数,通常为非线性函数。以下默认为hardlim()
t为神经元输出
数学表示 t=f(WA'+b)
W为权向量
A为输入向量,A'为A向量的转置
b为偏置
f为传递函数
可见,一个神经元的功能是求得输入向量与权向量的内积后,经一个非线性传递函数得到一个标量结果。
单个神经元的作用:把一个n维向量空间用一个超平面分割成两部分(称之为判断边界),给定一个输入向量,神经元可以判断出这个向量位于超平面的哪一边。
该超平面的方程: Wp+b=0
W权向量
b偏置
p超平面上的向量
基本特征
人工神经网络是由大量处理单元互联组成的非线性、自适应信息处理系统。它是在现代神经科学研究成果的基础上提出的,试图通过模拟大脑神经网络处理、记忆信息的方式进行信息处理。人工神经网络具有四个基本特征:
(1)非线性 非线性关系是自然界的普遍特性。大脑的智慧就是一种非线性现象。人工神经元处于激活或抑制二种不同的状态,这种行为在数学上表现为一种非线性关系。具有阈值的神经元构成的网络具有更好的性能,可以提高容错性和存储容量。
人工神经网络
(2)非局限性 一个神经网络通常由多个神经元广泛连接而成。一个系统的整体行为不仅取决于单个神经元的特征,而且可能主要由单元之间的相互作用、相互连接所决定。通过单元之间的大量连接模拟大脑的非局限性。联想记忆是非局限性的典型例子。
(3)非常定性 人工神经网络具有自适应、自组织、自学习能力。神经网络不但处理的信息可以有各种变化,而且在处理信息的同时,非线性动力系统本身也在不断变化。经常采用迭代过程描写动力系统的演化过程。
(4)非凸性 一个系统的演化方向,在一定条件下将取决于某个特定的状态函数。例如能量函数,它的极值相应于系统比较稳定的状态。非凸性是指这种函数有多个极值,故系统具有多个较稳定的平衡态,这将导致系统演化的多样性。
人工神经网络中,神经元处理单元可表示不同的对象,例如特征、字母、概念,或者一些有意义的抽象模式。网络中处理单元的类型分为三类:输入单元、输出单元和隐单元。输入单元接受外部世界的信号与数据;输出单元实现系统处理结果的输出;隐单元是处在输入和输出单元之间,不能由系统外部观察的单元。神经元间的连接权值反映了单元间的连接强度,信息的表示和处理体现在网络处理单元的连接关系中。人工神经网络是一种非程序化、适应性、大脑风格的信息处理 ,其本质是通过网络的变换和动力学行为得到一种并行分布式的信息处理功能,并在不同程度和层次上模仿人脑神经系统的信息处理功能。它是涉及神经科学、思维科学、人工智能、计算机科学等多个领域的交叉学科。
人工神经网络
人工神经网络是并行分布式系统,采用了与传统人工智能和信息处理技术完全不同的机理,克服了传统的基于逻辑符号的人工智能在处理直觉、非结构化信息方面的缺陷,具有自适应、自组织和实时学习的特点。[1]
发展历史
1943年,心理学家W.S.McCulloch和数理逻辑学家W.Pitts建立了神经网络和数学模型,称为MP模型。他们通过MP模型提出了神经元的形式化数学描述和网络结构方法,证明了单个神经元能执行逻辑功能,从而开创了人工神经网络研究的时代。1949年,心理学家提出了突触联系强度可变的设想。60年代,人工神经网络得到了进一步发展,更完善的神经网络模型被提出,其中包括感知器和自适应线性元件等。M.Minsky等仔细分析了以感知器为代表的神经网络系统的功能及局限后,于1969年出版了《Perceptron》一书,指出感知器不能解决高阶谓词问题。他们的论点极大地影响了神经网络的研究,加之当时串行计算机和人工智能所取得的成就,掩盖了发展新型计算机和人工智能新途径的必要性和迫切性,使人工神经网络的研究处于低潮。在此期间,一些人工神经网络的研究者仍然致力于这一研究,提出了适应谐振理论(ART网)、自组织映射、认知机网络,同时进行了神经网络数学理论的研究。以上研究为神经网络的研究和发展奠定了基础。1982年,美国加州工学院物理学家J.J.Hopfield提出了Hopfield神经网格模型,引入了“计算能量”概念,给出了网络稳定性判断。 1984年,他又提出了连续时间Hopfield神经网络模型,为神经计算机的研究做了开拓性的工作,开创了神经网络用于联想记忆和优化计算的新途径,有力地推动了神经网络的研究,1985年,又有学者提出了波耳兹曼模型,在学习中采用统计热力学模拟退火技术,保证整个系统趋于全局稳定点。1986年进行认知微观结构地研究,提出了并行分布处理的理论。1986年,Rumelhart, Hinton, Williams发展了BP算法。Rumelhart和McClelland出版了《Parallel distribution processing: explorations in the microstructures of cognition》。迄今,BP算法已被用于解决大量实际问题。1988年,Linsker对感知机网络提出了新的自组织理论,并在Shanon信息论的基础上形成了最大互信息理论,从而点燃了基于NN的信息应用理论的光芒。1988年,Broomhead和Lowe用径向基函数(Radial basis function, RBF)提出分层网络的设计方法,从而将NN的设计与数值分析和线性适应滤波相挂钩。90年代初,Vapnik等提出了支持向量机(Support vector machines, SVM)和VC(Vapnik-Chervonenkis)维数的概念。人工神经网络的研究受到了各个发达国家的重视,美国国会通过决议将1990年1月5日开始的十年定为“脑的十年”,国际研究组织号召它的成员国将“脑的十年”变为全球行为。在日本的“真实世界计算(RWC)”项目中,人工智能的研究成了一个重要的组成部分。
人工神经网络
网络模型
人工神经网络模型主要考虑网络连接的拓扑结构、神经元的特征、学习规则等。目前,已有近40种神经网络模型,其中有反传网络、感知器、自组织映射、Hopfield网络、波耳兹曼机、适应谐振理论等。根据连接的拓扑结构,神经网络模型可以分为:[1]
人工神经网络
前向网络
网络中各个神经元接受前一级的输入,并输出到下一级,网络中没有反馈,可以用一个有向无环路图表示。这种网络实现信号从输入空间到输出空间的变换,它的信息处理能力来自于简单非线性函数的多次复合。网络结构简单,易于实现。反传网络是一种典型的前向网络。[2]
反馈网络
网络内神经元间有反馈,可以用一个无向的完备图表示。这种神经网络的信息处理是状态的变换,可以用动力学系统理论处理。系统的稳定性与联想记忆功能有密切关系。Hopfield网络、波耳兹曼机均属于这种类型。
学习类型
学习是神经网络研究的一个重要内容,它的适应性是通过学习实现的。根据环境的变化,对权值进行调整,改善系统的行为。由Hebb提出的Hebb学习规则为神经网络的学习算法奠定了基础。Hebb规则认为学习过程最终发生在神经元之间的突触部位,突触的联系强度随着突触前后神经元的活动而变化。在此基础上,人们提出了各种学习规则和算法,以适应不同网络模型的需要。有效的学习算法,使得神经网络能够通过连接权值的调整,构造客观世界的内在表示,形成具有特色的信息处理方法,信息存储和处理体现在网络的连接中。
人工神经网络
分类
根据学习环境不同,神经网络的学习方式可分为监督学习和非监督学习。在监督学习中,将训练样本的数据加到网络输入端,同时将相应的期望输出与网络输出相比较,得到误差信号,以此控制权值连接强度的调整,经多次训练后收敛到一个确定的权值。当样本情况发生变化时,经学习可以修改权值以适应新的环境。使用监督学习的神经网络模型有反传网络、感知器等。非监督学习时,事先不给定标准样本,直接将网络置于环境之中,学习阶段与工作阶段成为一体。此时,学习规律的变化服从连接权值的演变方程。非监督学习最简单的例子是Hebb学习规则。竞争学习规则是一个更复杂的非监督学习的例子,它是根据已建立的聚类进行权值调整。自组织映射、适应谐振理论网络等都是与竞争学习有关的典型模型。
分析方法
研究神经网络的非线性动力学性质,主要采用动力学系统理论、非线性规划理论和统计理论,来分析神经网络的演化过程和吸引子的性质,探索神经网络的协同行为和集体计算功能,了解神经信息处理机制。为了探讨神经网络在整体性和模糊性方面处理信息的可能,混沌理论的概念和方法将会发挥作用。混沌是一个相当难以精确定义的数学概念。一般而言,“混沌”是指由确定性方程描述的动力学系统中表现出的非确定性行为,或称之为确定的随机性。“确定性”是因为它由内在的原因而不是外来的噪声或干扰所产生,而“随机性”是指其不规则的、不能预测的行为,只可能用统计的方法描述。
❺ “阿尔法狗”采用的深度学习方法属于人工智能中的什么学派
阿尔法狗使用的是深度强化学习方法,是深度学习和强化学习的结合体.
深度学习是神经网络属于连接派,强化学习属于行为派.
阿尔法狗是连接派和行为派的结合体.
除了连接派和行为派之外,人工智能的另一大门派是符号派,符号派当前的进展是知识图谱,也是人工智能目前的研究热点.
❻ 什么是神经网络
神经网络是机器学习的一个流派。这是现今最火的一个学派。我们在第一讲中,已经知道人学习知识是通过神经元的连接,科学家通过模仿人脑机理发明了人工神经元。技术的进一步发展,多层神经元的连接,就形成了神经网络。那么神经网络是怎么搭建起来的呢?神经元是构建神经网络的最基本单位, 这张图就是一个人工神经元的原理图,非常简单,一个神经元由一个加法器和一个门限器组成。加法器有一些输入,代表从其他神经元来的信号,这些信号分别被乘上一个系数后在加法器里相加,如果相加的结果大于某个值,就“激活”这个神经元,接通到下个神经元,否则就不激活。原理就这么简单,做起来也很简单。今天所有的神经网络的基本单元都是这个。输入信号乘上的系数,我们也叫“权重”,就是网络的参数,玩神经网路就是调整权重,让它做你想让它做的事。 一个神经元只能识别一个东西,比如,当你训练给感知器会“认”数字“8”,你给它看任何一个数字,它就会告诉你,这是“8”还不是“8”。为了让机器识别更多更复杂的图像,我们就需要用更多的神经元。人的大脑由 1000 亿个神经元构成,人脑神经元组成了一个很复杂的三维立体结构。
❼ 神经网络研究属于什么学派
符号主义
符号主义
符号主义
符号主义符号主义
符号主义
符号主义符号主义符号主义符号主义
符号主义
❽ 人工智能有哪几个主要学派
目前人工智能的主要学派有下面三家:
(1)符号主义(symbolicism),又称为逻辑主义(logicism)、心理学派(psychologism)或计算机学派(computerism),其原理主要为物理符号系统(即符号操作系统)假设和有限合理性原理。
(2)连接主义(connectionism),又称为仿生学派(bionicsism)或生理学派(physiologism),其主要原理为神经网络及神经网络间的连接机制与学习算法。
(3)行为主义(actionism),又称为进化主义(evolutionism)或控制论学派(cyberneticsism),其原理为控制论及感知-动作型控制系统。
他们对人工智能发展历史具有不同的看法。
1、符号主义认为人工智能源于数理逻辑。数理逻辑从19世纪末起得以迅速发展,到20世纪30年代开始用于描述智能行为。计算机出现后,又再计算机上实现了逻辑演绎系统。其有代表性的成果为启发式程序LT逻辑理论家,证明了38条数学定理,表了可以应用计算机研究人的思维多成,模拟人类智能活动。正是这些符号主义者,早在1956年首先采用“人工智能”这个术语。后来又发展了启发式算法->专家系统->知识工程理论与技术,并在20世纪80年代取得很大发展。符号主义曾长期一枝独秀,为人工智能的发展作出重要贡献,尤其是专家系统的成功开发与应用,为人工智能走向工程应用和实现理论联系实际具有特别重要的意义。在人工智能的其他学派出现之后,符号主义仍然是人工智能的主流派别。这个学派的代表任务有纽厄尔(Newell)、西蒙(Simon)和尼尔逊(Nilsson)等。
2、连接主义认为人工智能源于仿生学,特别是对人脑模型的研究。它的代表性成果是1943年由生理学家麦卡洛克(McCulloch)和数理逻辑学家皮茨(Pitts)创立的脑模型,即MP模型,开创了用电子装置模仿人脑结构和功能的新途径。它从神经元开始进而研究神经网络模型和脑模型,开辟了人工智能的又一发展道路。20世纪60~70年代,连接主义,尤其是对以感知机(perceptron)为代表的脑模型的研究出现过热潮,由于受到当时的理论模型、生物原型和技术条件的限制,脑模型研究在20世纪70年代后期至80年代初期落入低潮。直到Hopfield教授在1982年和1984年发表两篇重要论文,提出用硬件模拟神经网络以后,连接主义才又重新抬头。1986年,鲁梅尔哈特(Rumelhart)等人提出多层网络中的反向传播算法(BP)算法。此后,连接主义势头大振,从模型到算法,从理论分析到工程实现,伟神经网络计算机走向市场打下基础。现在,对人工神经网络(ANN)的研究热情仍然较高,但研究成果没有像预想的那样好。
3、行为主义认为人工智能源于控制论。控制论思想早在20世纪40~50年代就成为时代思潮的重要部分,影响了早期的人工智能工作者。维纳(Wiener)和麦克洛克(McCulloch)等人提出的控制论和自组织系统以及钱学森等人提出的工程控制论和生物控制论,影响了许多领域。控制论把神经系统的工作原理与信息理论、控制理论、逻辑以及计算机联系起来。早期的研究工作重点是模拟人在控制过程中的智能行为和作用,如对自寻优、自适应、自镇定、自组织和自学习等控制论系统的研究,并进行“控制论动物”的研制。到20世纪60~70年代,上述这些控制论系统的研究取得一定进展,播下智能控制和智能机器人的种子,并在20世纪80年代诞生了智能控制和智能机器人系统。行为主义是20世纪末才以人工智能新学派的面孔出现的,引起许多人的兴趣。这一学派的代表作者首推布鲁克斯(Brooks)的六足行走机器人,它被看作是新一代的“控制论动物”,是一个基于感知-动作模式模拟昆虫行为的控制系统
❾ 人工智能有五种学派,知道有哪些吗
如下:
智能模拟
机器视、听、触、感觉及思维方式的模拟:指纹识别,人脸识别,视网膜识别,虹膜识别,掌纹识别,专家系统,智能搜索,定理证明,逻辑推理,博弈,信息感应与辨证处理。
学科范畴
人工智能是一门边沿学科,属于自然科学、社会科学、技术科学三向交叉学科。
涉及学科
哲学和认知科学,数学,神经生理学,心理学,计算机科学,信息论,控制论,不定性论,仿生学,社会结构学与科学发展观。
研究范畴
语言的学习与处理,知识表现,智能搜索,推理,规划,机器学习,知识获取,组合调度问题,感知问题,模式识别,逻辑程序设计,软计算,不精确和不确定的管理,人工生命,神经网络,复杂系统,遗传算法人类思维方式,最关键的难题还是机器的自主创造性思维能力的塑造与提升。
应用领域
机器翻译,智能控制,专家系统,机器人学,语言和图像理解,遗传编程机器人工厂,自动程序设计,航天应用,庞大的信息处理,储存与管理,执行化合生命体无法执行的或复杂或规模庞大的任务等等。
值得一提的是,机器翻译是人工智能的重要分支和最先应用领域。不过就已有的机译成就来看,机译系统的译文质量离终极目标仍相差甚远;而机译质量是机译系统成败的关键。中国数学家、语言学家周海中教授曾在论文《机器翻译五十年》中指出:要提高机译的质量,首先要解决的是语言本身问题而不是程序设计问题;单靠若干程序来做机译系统,肯定是无法提高机译质量的;另外在人类尚未明了大脑是如何进行语言的模糊识别和逻辑判断的情况下,机译要想达到“信、达、雅”的程度是不可能的。