第一章 人工神经网络概述ppt课件.ppt

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1、第一章绪论科学发展大趋势InfoCognoBioNanoEnhancingHumanPerformanceNewHumanbeingNewIndustriesNewSocietyNewApplicationsNewSciencesNewEducation技术创新浪潮的经济长波规律第一次浪潮第二次浪潮第三次浪潮第四次浪潮第五次浪潮1785184519001950199019992020创新步伐水力纺织铁蒸汽铁路钢电化学品内燃机石油化学电子航空60年55年50年40年30年机械化铁路化电气化电子化数字化对21世纪技术创新浪潮第一次浪潮第二次浪潮第

2、三次浪潮第四次浪潮19902020205020802100创新步伐数字网络软件新媒体生物基因（蛋白质）纳米材料脑科学智能技术？？？？？？科学发展大趋势——智能科学Actionsfromthoughts(Nature409,2001)对21世纪技术创新浪潮智能科学是一门交叉学科，主要由：脑科学认知科学人工智能等学科共同研究智能行为的基本理论和实现技术。对21世纪技术创新浪潮脑科学脑科学从分子水平、细胞水平、行为水平研究脑结构,建立脑模型，揭示自然智能机理和脑本质。硬件系统对21世纪技术创新浪潮神经网络认知科学认知科学是研究人类感知、学习、记忆、

3、思维、意识等人脑心智活动过程的科学。学习、记忆在脑内如何发生，是神经生物学的核心问题之一。学习导致神经系统结构和功能上的精细修饰，形成记忆痕迹。揭示学习、记忆的神经机制，对理解人类智力的本质具有重大意义。软件系统人工智能用人工的方法和技术，模仿、延伸和扩展人的智能,实现机器智能。仿真系统人工神经网络是当前人工智能领域最领人感兴趣和最富有魅力的研究课题之一。人工神经网络是由大量的、功能比较简单的形式神经元互相连接而构成的复杂网络系统，可以模拟大脑的许多基本功能和简单的思维方式。通过学习来获取外部的知识并存贮在网络内，在解决诸如语音和图像的识别、

4、理解、知识的处理、组合优化计算和智能控制等一系列本质上为非计算的问题方面表现突出。人工神经网络第一节人工神经网络的概念与发展T.Kohonen的定义：“人工神经网络是由具有适应性的简单单元组成的广泛并行互连的网络，它的组织能够模拟生物神经系统对真实世界物体所作出的交互反应。”人工神经网络历史回顾萌芽期（20世纪40年代）第一高潮期（1950～1968）反思期（1969～1982）第二高潮期（1983～1990）再认识与应用研究期（1991~）人工神经网络萌芽期（20世纪40年代）人工神经网络的研究最早可以追溯到人类开始研究自己的智能的时期，到

5、1949年止。1943年，心理学家McCulloch和数学家Pitts建立起了著名的阈值加权和模型，简称为M-P模型。发表于数学生物物理学会刊《BulletinofMethematicalBiophysics》1949年，心理学家D.O.Hebb提出神经元之间突触联系是可变的假说——Hebb学习律人工神经网络第一高潮期（1950～1968）以MarvinMinsky,FrankRosenblatt,BernardWidrow等为代表人物，代表作是单级感知器（Perceptron）。可用电子线路模拟。人们乐观地认为几乎已经找到了智能的关键。许多

6、部门都开始大批地投入此项研究，希望尽快占领制高点。人工神经网络反思期（1969～1982）M.L.Minsky和S.Papert，《Perceptron》，MITPress，1969年“异或”运算不可表示二十世纪70年代和80年代早期的研究结果认识规律：认识—实践—再认识人工神经网络第二高潮期（1983～1990）1)1982年，J.Hopfield提出循环网络用Lyapunov函数作为网络性能判定的能量函数，建立ANN稳定性的判别依据阐明了ANN与动力学的关系用非线性动力学的方法来研究ANN的特性指出信息被存放在网络中神经元的联接上人工神经

7、网络2）1984年，J.Hopfield设计研制了后来被人们称为Hopfield网的电路。较好地解决了著名的TSP问题，找到了最佳解的近似解，引起了较大的轰动。3）1985年，UCSD的Hinton、Sejnowsky、Rumelhart等人所在的并行分布处理（PDP）小组的研究者在Hopfield网络中引入了随机机制，提出所谓的Boltzmann机。人工神经网络4）1986年，并行分布处理小组的Rumelhart等研究者重新独立地提出多层网络的学习算法——BP算法，较好地解决了多层网络的学习问题(Paker1982和Werbos1974年)

8、。5）国内首届神经网络大会是1990年12月在北京举行的人工神经网络再认识与应用研究期（1991~）问题：1）应用面还不够宽2）结果不够精确3）存在可信度的问题人工