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人工神经网络在哪里

发布时间:2023-02-06 09:39:24

什么是人工神经网络

是一种人工智能算法,主要用于求解那些解空间比较大且不一定能求得最有解的问题。主要是模拟人的神经网络自学习能力所产生的。
matlab里面有一个最简单的标准的工具箱,可以试一下。

㈡ AlphaGo的神奇全靠它,详解人工神经网络!

㈢ 人工神经网络的定义,详细说明

人工神经网络(Artificial Neural Networks, ANN),一种模范动物神经网络行为特征,进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度,通过调整内部大量节点之间相互连接的关系,从而达到处理信息的目的。人工神经网络具有自学习和自适应的能力,可以通过预先提供的一批相互对应的输入-输出数据,分析掌握两者之间潜在的规律,最终根据这些规律,用新的输入数据来推算输出结果,这种学习分析的过程被称为“训练”。(引自《环球科学》2007年第一期《神经语言:老鼠胡须下的秘密》)

概念

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。

(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。

历史沿革

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,人工神经网络的到了进一步发展,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。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。

基本内容

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)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。
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。
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。混沌动力学系统的主要特征是其状态对初始条件的灵敏依赖性,混沌反映其内在的随机性。混沌理论是指描述具有混沌行为的非线性动力学系统的基本理论、概念、方法,它把动力学系统的复杂行为理解为其自身与其在同外界进行物质、能量和信息交换过程中内在的有结构的行为,而不是外来的和偶然的行为,混沌状态是一种定态。混沌动力学系统的定态包括:静止、平稳量、周期性、准同期性和混沌解。混沌轨线是整体上稳定与局部不稳定相结合的结果,称之为奇异吸引子。一个奇异吸引子有如下一些特征:(1)奇异吸引子是一个吸引子,但它既不是不动点,也不是周期解;(2)奇异吸引子是不可分割的,即不能分为两个以及两个以上的吸引子;(3)它对初始值十分敏感,不同的初始值会导致极不相同的行为。

发展趋势

人工神经网络特有的非线性适应性信息处理能力,克服了传统人工智能方法对于直觉,如模式、语音识别、非结构化信息处理方面的缺陷,使之在神经专家系统、模式识别、智能控制、组合优化、预测等领域得到成功应用。人工神经网络与其它传统方法相结合,将推动人工智能和信息处理技术不断发展。近年来,人工神经网络正向模拟人类认知的道路上更加深入发展,与模糊系统、遗传算法、进化机制等结合,形成计算智能,成为人工智能的一个重要方向,将在实际应用中得到发展。将信息几何应用于人工神经网络的研究,为人工神经网络的理论研究开辟了新的途径。神经计算机的研究发展很快,已有产品进入市场。光电结合的神经计算机为人工神经网络的发展提供了良好条件。

㈣ 神经网络的功能!

完成某种信号处理或模式识别的功能、构作专家系统、制成机器人、复杂系统控制等等。
在机器学习和相关领域,人工神经网络(人工神经网络)的计算模型灵感来自动物的中枢神经系统(尤其是脑),并且被用于估计或可以依赖于大量的输入和一般的未知近似函数。人工神经网络通常呈现为相互连接的“神经元”,它可以从输入的计算值,并且能够机器学习以及模式识别由于它们的自适应性质的系统。
人工神经网络的最大优势是他们能够被用作一个任意函数逼近的机制,那是从观测到的数据“学习”。然而,使用起来也不是那么简单的,一个比较好理解的基本理论是必不可少的。

㈤ 什么是人工神经网络

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。

㈥ (七)神经网络基本结构

目前为止,我们已经学习了2个机器学习模型。线性回归一般用来处理线性问题,逻辑回归用来处理2分类问题。虽然逻辑回归也可以处理非线性的分类问题,但是当我们有非常多的特征时,例如大于100个变量,将会有数量非常惊人的特征组合。这对于一般的逻辑回归来说需要计算的特征太多了,负荷太大。而神经网络既可以解决复杂的非线性分类问题,又可以避免庞大的计算量。

人工神经网络是由很多神经元(激活单元)构成的,神经元是神经网络的基本元素。

实际上,可以这样理解神经元工作过程,当将输入送进神经元后,神经元将输入与权值线性组合(实际上就是θ T X)输出一个线性表达式,再将这个表达式送入激活函数中,便得到了神经元的真实输出。

神经网络由好多个激活单元构成,如下图所示:

激活函数的选择是构建神经网络过程中的重要环节,下面简要介绍常用的激活函数。

(1) 线性函数( Liner Function )

(2) 斜面函数( Ramp Function )**

(3) 阈值函数( Threshold Function )**

以上3个激活函数都属于线性函数,下面介绍两个常用的非线性激活函数。
(4) S形函数( Sigmoid Function )

S形函数与双极S形函数的图像如下:

双极S形函数与S形函数主要区别在于函数的值域,双极S形函数值域是(-1,1),而S形函数值域是(0,1)。由于S形函数与双极S形函数都是 可导的 (导函数是连续函数),因此适合用在BP神经网络中。(BP算法要求激活函数可导)

人工神经网络中,最常用的激活函数就是sigmoid函数

神经网络是由大量的神经元互联而构成的网络。根据网络中神经元的互联方式,常见网络结构主要可以分为下面3类:

前馈网络也称前向网络,是最常见的神经网络,前文提到的都是前馈网络。称之为前馈是因为它在输出和模型本身之间没有反馈,数据只能向前传送,直到到达输出层,层间没有向后的反馈信号。

反馈型神经网络是一种从输出到输入具有反馈连接的神经网络,其结构比前馈网络要复杂得多。

自组织神经网络是一种无监督学习网络。它通过自动寻找样本中的内在规律和本质属性,自组织、自适应地改变网络参数与结构。

㈦ 什么是人工神经网络的学习它可以通过哪些途径来实现

早在1943 年,神经科学家和控制论专家Warren McCulloch 与逻辑学家Walter Pitts就基于数学和阈值逻辑算法创造了一种神经网络计算模型。其中最基本的组成成分是神经元(Neuron)模型,即上述定义中的“简单单元”(Neuron 也可以被称为Unit)。在生物学所定义的神经网络中(如图1所示),每个神经元与其他神经元相连,并且当某个神经元处于兴奋状态时,它就会向其他相连的神经元传输化学物质,这些化学物质会改变与之相连的神经元的电位,当某个神经元的电位超过一个阈值后,此神经元即被激活并开始向其他神经元发送化学物质。Warren McCulloch 和Walter Pitts 将上述生物学中所描述的神经网络抽象为一个简单的线性模型(如图2所示),这就是一直沿用至今的“McCulloch-Pitts 神经元模型”,或简称为“MP 模型”。

在MP 模型中,某个神经元接收到来自n 个其他神经元传递过来的输入信号(好比生物学中定义的神经元传输的化学物质),这些输入信号通过带权重的连接进行传递,某个神经元接收到的总输入值将与它的阈值进行比较,然后通过“激活函数”(亦称响应函数)处理以产生此神经元的输出。如果把许多个这样的神经元按照一定的层次结构连接起来,就可以得到相对复杂的多层人工神经网络。

㈧ 8、人工智能初识-神经网络是什么

人工智能已经不再遥远,它已经渗透到我们生活中,那么人工智能是啥?它和机器学习、深度学习、神经网络又有什么关系?有什么区别和联系呢?

神经网络有两种:

讲(人工)神经网络前,得先思考一个问题,人为什么可以思考?是怎么思考的?

人之所以可以思考,是因为脑细胞中的神经网络(神经元、触点、细胞等组成的网络),这里指的是生物神经网络,神经网络让人能产生意识,进而思考和行动。

科学家和生物学家们,一直在思考,如何制造出模仿人脑的机器,然后就有了人工神经网络,神经网络是一种仿生物思考的算法模型。

神经网络算法由来已久,自1943年提出神经元模型,沿用至今,下面是神经网络的发展简史,神经网络算法80年代就已经十分成熟,期间也是沉寂多年,到近几年才得以大规模的发展应用。

人工智能的底层模型是"神经网络"(neural network)。机器学习和深度学习都是基于它。

走在人工智能最前沿,应该是google x 实验室,google x lab有很多稀奇古怪的项目,比较出名的当初自动驾驶和机器人。

上图的altas机器人是boston dynamics这个公司,google曾经收购过并成立谷歌机器人部门Replicant,由安卓之父Andy Rubin负责,写安卓都应该知道他了,十分痴迷于研究机器人。

看上去人工智能还离我们很远?

非也,其实人工智能早已渗透我们的生活,比如抖音、头条,比如siri、小米音响,阿里的鲁班系统(替代设计师画图)。

推荐系统最早应用于电商,国外的亚马逊,国内最开始引入的是豆瓣,头条算是后起之秀,但是应用的如火纯青,最有商业化价值。

抖音的用户粘性0.45,是的没看错。
怎么理解?游戏的粘性为0.3~0.6,众所周知游戏很容易入迷,0.3-0.6的意思就是一个月有9-18天会玩游戏,有13.5天会打开抖音,这个粘性是惊人的。

如slogan所言,你关心的,才是头条。相信很多人都有过,多次卸载头条的经历,因为头条前期模型,也是不断在训练,到后期有足够的数据集才稍具智能,而且推荐系统的弊端是,用户很容易困在信息茧房里,只看自己喜欢的,沉浸在自己的世界里。

头条的用户停留时长也非常高,据不完全统计,说微信+头条占用了网民的1/3使用时长。

推荐算法由来已久,到了近几年才得以发挥,所以数学对人类的发展有多重要,不言而喻。

人工智能、机器学习和深度学习,这三者有什么关系?

机器学习是一种实现人工智能的丰富,深度学习是一种实现机器学习的技术。

先说关系,神经网络是实现机器学习的一种方式。
实现机器学习还有其它方式:

1、当我们还是婴儿的时候,我们如何认出猫和狗?
大人告诉我们,狗长这样子,猫长那样子,刚开始我们还是会认错,知道认得多了,不断纠正,我们提取出了猫狗的特征,之后我们就可以一样鉴别了。

机器学习同样如此,当我们给计算机几百分狗的照片,,从图片里提取狗的体征,他得到了足够的数据集训练后,算法模型就成熟了。

㈨ 人工神经网络的基本内容和特点不包括什么

非平稳性。根据查询人工神经网络相关资料得知,人工神经网络的基本内容和特点不包括非平稳性,包括非线性,非局限性,非常定性,非凸性。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。

㈩ 请介绍一下人工神经网络,和应用

一.一些基本常识和原理
[什么叫神经网络?]
人的思维有逻辑性和直观性两种不同的基本方式。逻辑性的思维是指根据逻辑规则进行推理的过程;它先将信息化成概念,并用符号表示,然后,根据符号运算按串行模式进行逻辑推理;这一过程可以写成串行的指令,让计算机执行。然而,直观性的思维是将分布式存储的信息综合起来,结果是忽然间产生想法或解决问题的办法。这种思维方式的根本之点在于以下两点:1.信息是通过神经元上的兴奋模式分布储在网络上;2.信息处理是通过神经元之间同时相互作用的动态过程来完成的。
人工神经网络就是模拟人思维的第二种方式。这是一个非线性动力学系统,其特色在于信息的分布式存储和并行协同处理。虽然单个神经元的结构极其简单,功能有限,但大量神经元构成的网络系统所能实现的行为却是极其丰富多彩的。

[人工神经网络的工作原理]

人工神经网络首先要以一定的学习准则进行学习,然后才能工作。现以人工神经网络对手写“A”、“B”两个字母的识别为例进行说明,规定当“A”输入网络时,应该输出“1”,而当输入为“B”时,输出为“0”。
所以网络学习的准则应该是:如果网络作出错误的的判决,则通过网络的学习,应使得网络减少下次犯同样错误的可能性。首先,给网络的各连接权值赋予(0,1)区间内的随机值,将“A”所对应的图象模式输入给网络,网络将输入模式加权求和、与门限比较、再进行非线性运算,得到网络的输出。在此情况下,网络输出为“1”和“0”的概率各为50%,也就是说是完全随机的。这时如果输出为“1”(结果正确),则使连接权值增大,以便使网络再次遇到“A”模式输入时,仍然能作出正确的判断。
如果输出为“0”(即结果错误),则把网络连接权值朝着减小综合输入加权值的方向调整,其目的在于使网络下次再遇到“A”模式输入时,减小犯同样错误的可能性。如此操作调整,当给网络轮番输入若干个手写字母“A”、“B”后,经过网络按以上学习方法进行若干次学习后,网络判断的正确率将大大提高。这说明网络对这两个模式的学习已经获得了成功,它已将这两个模式分布地记忆在网络的各个连接权值上。当网络再次遇到其中任何一个模式时,能够作出迅速、准确的判断和识别。一般说来,网络中所含的神经元个数越多,则它能记忆、识别的模式也就越多。
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关于一个神经网络模拟程序的下载
人工神经网络实验系统(BP网络) V1.0 Beta 作者:沈琦
http://emuch.net/html/200506/de24132.html

作者关于此程序的说明:
从输出结果可以看到,前3条"学习"指令,使"输出"神经元收敛到了值 0.515974。而后3条"学习"指令,其收敛到了值0.520051。再看看处理4和11的指令结果 P *Out1: 0.520051看到了吗? "大脑"识别出了4和11是属于第二类的!怎么样?很神奇吧?再打show指令看看吧!"神经网络"已经形成了!你可以自己任意的设"模式"让这个"大脑"学习分辩哦!只要样本数据量充分(可含有误差的样本),如果能够在out数据上收敛地话,那它就能分辨地很准哦!有时不是绝对精确,因为它具有"模糊处理"的特性.看Process输出的值接近哪个Learning的值就是"大脑"作出的"模糊性"判别!
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人工神经网络论坛
http://www.youngfan.com/forum/index.php
http://www.youngfan.com/nn/index.html(旧版,枫舞推荐)
国际神经网络学会(INNS)(英文)
http://www.inns.org/
欧洲神经网络学会(ENNS)(英文)
http://www.snn.kun.nl/enns/
亚太神经网络学会(APNNA)(英文)
http://www.cse.cuhk.e.hk/~apnna
日本神经网络学会(JNNS)(日文)
http://www.jnns.org
国际电气工程师协会神经网络分会
http://www.ieee-nns.org/
研学论坛神经网络
http://bbs.matwav.com/post/page?bid=8&sty=1&age=0
人工智能研究者俱乐部
http://www.souwu.com/
2nsoft人工神经网络中文站
http://211.156.161.210:8888/2nsoft/index.jsp
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推荐部分书籍:
人工神经网络技术入门讲稿(PDF)
http://www.youngfan.com/nn/ann.pdf
神经网络FAQ(英文)
http://www.youngfan.com/nn/FAQ/FAQ.html
数字神经网络系统(电子图书)
http://www.youngfan.com/nn/nnbook/director.htm
神经网络导论(英文)
http://www.shef.ac.uk/psychology/gurney/notes/contents.html
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一份很有参考价值的讲座
<前向网络的敏感性研究>
http://www.youngfan.com/nn/mgx.ppt
是Powerpoint文件,比较大,如果网速不够最好用鼠标右键下载另存.

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已经努力的在给你提供条件资源哦~~

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