人工智能神经网络是什么?
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许多人工智能计算机系统的核心技术是人工神经网络(ANN),而这种网络的灵感来源于人类大脑中的生物结构。通过使用连接的“神经元”结构,这些网络可以通过“学习”并在没有人类参与的情况下处理和评估某些数据。神经网络提供了位于托管数据之上的排序和分类级别,可基于相似度来辅助数据的聚类和分组。可以使用人工神经网络(ANN)生成复杂的垃圾邮件过滤器,查找欺诈行为的算法以及可以精确了解情绪的客户关系工具。
人工智能的主流研究方法是连接主义,通过人工构建神经网络的方式模拟人类智能。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。
人工神经网络借鉴了生物神经网络的思想,是超级简化版的生物神经网络。以工程技术手段模拟人脑神经系统的结构和功能,通过大量的非线性并行处理器模拟人脑中众多的神经元,用处理器复杂的连接关系模拟人脑中众多神经元之间的突触行为。
人工智能与神经的作用都是作为事件处理的,象人工智能实现自动处理文档,模拟生物反应,神经对各种外界刺激作出的反应,本质上都是对事件的处理.人工神经网络是在研究人脑的奥秘中得到启发,试图用大量的处理单元(人工神经元、处理元件、电子元件等)模仿人脑神经系统工程结构和工作机理。
人工神经网络首先为神经元之间的连接权重分配随机值。ANN正确而准确地执行其任务的关键是将这些权重调整为正确的数字。但是找到合适的权重并不是一件容易的事,特别是当您处理多层和成千上万的神经元时。通过对带有注释示例的网络进行“培训”来完成此校准。例如,如果您要训练上述图像分类器,则可以为其提供多张照片,每张照片均标有其相应的类别(人,汽车或动物)。当您为它提供越来越多的训练示例时,神经网络会逐渐调整其权重,以将每个输入映射到正确的输出。基本上,训练期间发生的事情是网络进行自我调整以从数据中收集特定模式。同样,对于图像分类器网络,当您使用质量示例训练AI模型时,每一层都会检测到特定的特征类别。例如,第一层可能检测到水平和垂直边缘,第二层可能检测到拐角和圆形。在网络的更深处,更深的层次将开始挑选出更高级的功能,例如面部和物体。
机器学习是人工智能的核心,是使计算机拥有智能的根本途径。机器通过学习模拟或实现人类的学习行为,以获取新的知识或技能,重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。这其中涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。人工神经网络(Artificial Neural Networks)是早期机器学习中的一个重要的算法,神经网络的原理是受我们大脑的生理结构——互相交叉相连的神经元启发。但与大脑中一个神经元可以连接一定距离内的任意神经元不同,人工神经网络具有离散的层、连接和数据传播的方向。
经过几十年的发展,到目前为止,人工神经网络的发展进入了深度学习阶段,在这一阶段提出了许多新的神经网络模型,比如循环神经网络、卷积神经网络、生成对抗网络、深度信念网络等等。同时,深度学习又为人工神经网络引入了新的“部件”,比如卷积层、池化层等。如今深度学习已非“人工神经网络”一词所能完全替代,可谓是“青出于蓝,而胜于蓝”,它已发展出一整套复杂的知识体系,哪怕只进行概要性地介绍也都会花费大量的篇幅,因此这里不做重点讨论。纵观人工神经网络的发展历程,从生物神经元起源,再到多层感知器模型,历经三起两落,终于成为机器学习算法中的佼佼者。理解人工神经网络的发展历程,同时掌握各个模型的核心思想,对于后续知识的学习非常重要。