后门攻击神经 *** 原理_神经 *** 攻击的原理

hacker|
265

rbf神经 *** 原理是什么?

rbf神经 *** 原理是用RBF作为隐单元的“基”构成隐含层空间,这样就可以将输入矢量直接映射到隐空间,而不需要通过权连接。

当RBF的中心点确定以后,这种映射关系也就确定了。而隐含层空间到输出空间的映射是线性的,即 *** 的输出是隐单元输出的线性加权和,此处的权即为 *** 可调参数。其中,隐含层的作用是把向量从低维度的p映射到高维度的h,这样低维度线性不可分的情况到高维度就可以变得线性可分了,主要就是核函数的思想。

RBF神经 *** 的隐节点

RBF神经 *** 的隐节点采用输入模式与中心向量的距离(如欧式距离)作为函数的自变量,并使用径向基函数(如Gaussian函数)作为激活函数。神经元的输入离径向基函数中心越远,神经元的激活程度就越低(高斯函数)。

RBF *** 的输出与部分调参数有关,譬如,一个wij值只影响一个yi的输出(参考上面第二章 *** 输出),RBF神经 *** 因此具有“局部映射”特性。

AlphaGo的神奇全靠它,详解人工神经 *** !

01

Alphago在不被看好的情况下,以4比1击败了围棋世界冠军李世石,令其名震天下。随着AlphaGo知名度的不断提高,人们不禁好奇,究竟是什么使得AlphaGo得以战胜人类大脑?AlphaGo的核心依托——人工神经 *** 。

什么是神经 *** ?

人工神经 *** 是一种模仿生物神经 *** (动物的中枢神经系统,特别是大脑)的结构和功能的数学模型或计算模型。神经 *** 由大量的人工神经元联结进行计算。大多数情况下人工神经 *** 能在外界信息的基础上改变内部结构,是一种自适应系统。现代神经 *** 是一种非线性统计性数据建模工具,常用来对输入和输出间复杂的关系进行建模,或用来探索数据的模式。

神经 *** 是一种运算模型,由大量的节点(或称“神经元”,或“单元”)和之间相互联接构成。每个节点代表一种特定的输出函数,称为激励函数。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 *** 的记忆。 *** 的输出则依 *** 的连接方式,权重值和激励函数的不同而不同。而 *** 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。

例如,用于手写识别的一个神经 *** 是被可由一个输入图像的像素被激活的一组输入神经元所定义的。在通过函数(由 *** 的设计者确定)进行加权和变换之后,这些神经元被激活然后被传递到其他神经元。重复这一过程,直到最后一个输出神经元被激活。这样决定了被读取的字。

它的构筑理念是受到人或其他动物神经 *** 功能的运作启发而产生的。人工神经 *** 通常是通过一个基于数学统计学类型的学习 *** 得以优化,所以人工神经 *** 也是数学统计学 *** 的一种实际应用,通过统计学的标准数学 *** 我们能够得到大量的可以用函数来表达的局部结构空间,另一方面在人工智能学的人工感知领域,我们通过数学统计学的应用可以来做人工感知方面的决定问题(也就是说通过统计学的 *** ,人工神经 *** 能够类似人一样具有简单的决定能力和简单的判断能力),这种 *** 比起正式的逻辑学推理演算更具有优势。

人工神经 *** 是一个能够学习,能够总结归纳的系统,也就是说它能够通过已知数据的实验运用来学习和归纳总结。人工神经 *** 通过对局部情况的对照比较(而这些比较是基于不同情况下的自动学习和要实际解决问题的复杂性所决定的),它能够推理产生一个可以自动识别的系统。与之不同的基于符号系统下的学习 *** ,它们也具有推理功能,只是它们是建立在逻辑算法的基础上,也就是说它们之所以能够推理,基础是需要有一个推理算法则的 *** 。

2AlphaGo的原理回顶部

AlphaGo的原理

首先,AlphaGo同优秀的选手进行了150000场比赛,通过人工神经 *** 找到这些比赛的模式。然后通过总结,它会预测选手在任何位置高概率进行的一切可能。AlphaGo的设计师通过让其反复的和早期版本的自己对战来提高神经 *** ,使其逐步提高获胜的机会。

从广义上讲,神经 *** 是一个非常复杂的数学模型,通过对其高达数百万参数的调整来改变的它的行为。神经 *** 学习的意思是,电脑一直持续对其参数进行微小的调整,来尝试使其不断进行微小的改进。在学习的之一阶段,神经 *** 提高模仿选手下棋的概率。在第二阶段,它增加自我发挥,赢得比赛的概率。反复对极其复杂的功能进行微小的调整,听起来十分疯狂,但是如果有足够长的时间,足够快的计算能力,非常好的 *** 实施起来并不苦难。并且这些调整都是自动进行的。

经过这两个阶段的训练,神经 *** 就可以同围棋业余爱好者下一盘不错的棋了。但对于职业来讲,它还有很长的路要走。在某种意义上,它并不思考每一手之后的几步棋,而是通过对未来结果的推算来决定下在哪里。为了达到职业级别,AlphaGp需要一种新的估算 *** 。

为了克服这一障碍,研究人员采取的办法是让它反复的和自己进行对战,以此来使其不断其对于胜利的估算能力。尽可能的提高每一步的获胜概率。(在实践中,AlphaGo对这个想法进行了稍微复杂的调整。)然后,AlphaGo再结合多线程来使用这一 *** 进行下棋。

我们可以看到,AlphaGo的评估系统并没有基于太多的围棋知识,通过分析现有的无数场比赛的棋谱,以及无数次的自我对战练习,AlphaGo的神经 *** 进行了数以十亿计的微小调整,即便每次只是一个很小的增量改进。这些调整帮助AlphaGp建立了一个估值系统,这和那些出色围棋选手的直觉相似,对于棋盘上的每一步棋都了如指掌。

此外AlphaGo也使用搜索和优化的思想,再加上神经 *** 的学习功能,这两者有助于找到棋盘上更好的位置。这也是目前AlphaGo能够高水平发挥的原因。

3神经 *** 的延伸和限制回顶部

神经 *** 的延伸和限制

神经 *** 的这种能力也可以被用在其他方面,比如让神经 *** 学习一种艺术风格,然后再将这种风格应用到其他图像上。这种想法很简单:首先让神经 *** 接触到大量的图像,然后来确认这些图像的风格,接着将新的图像带入这种风格。

这虽然不是伟大的艺术,但它仍然是一个显著的利用神经 *** 来捕捉直觉并且应用在其他地方的例子。

在过去的几年中,神经 *** 在许多领域被用来捕捉直觉和模式识别。许多项目使用神经这些 *** ,涉及的任务如识别艺术风格或好的视频游戏的发展战略。但也有非常不同的 *** 模拟的直觉惊人的例子,比如语音和自然语言。

由于这种多样性,我看到AlphaGo本身不是一个革命性的突破,而是作为一个极其重要的发展前沿:建立系统,可以捕捉的直觉和学会识别模式的能力。此前计算机科学家们已经做了几十年,没有取得长足的进展。但现在,神经 *** 的成功已经大大扩大,我们可以利用电脑攻击范围内的潜在问题。

事实上,目前现有的神经 *** 的理解能力是非常差的。神经 *** 很容易被愚弄。用神经 *** 识别图像是一个不错的手段。但是实验证明,通过对图像进行细微的改动,就可以愚弄图像。例如,下面的图像左边的图是原始图,研究人员对中间的图像进行了微小的调整后,神经 *** 就无法区分了,就将原图显示了出来。

另一个限制是,现有的系统往往需要许多模型来学习。例如,AlphaGo从150000场对战来学习。这是一个很庞大额度数字!很多情况下,显然无法提供如此庞大的模型案例。

神经 *** 中的对抗攻击与对抗样本

对抗攻击

对抗攻击论文参考:

《Intriguing properties of neural networks》

《神经 *** 有趣的特性》

《Threat of Adversarial Attacks on Deep Learning in Computer Vision: A Survey》,以下简称『Survey』。

图片做适当修改后能欺骗深度学习模型的可能性

1.举例理解:

左边是一张能够被GoogLeNet正常分类为熊猫的图片,在添加一定的噪音后变成右图,在人的肉眼看来,它还是熊猫,但GoogLeNet会判定为长臂猿。这种被修改后人类无法明显察觉,却被机器识别错误的数据即为 对抗样本 ,而这整个过程就可以理解为 对抗攻击 。

2.数学理解:

神经 *** 中每层神经元的输入 a = g(Wx+b),其中 g 为激活函数,W 为权重参数,x 为上一层的样本数据,b 为偏置参数,那么从拓扑学角度来看,在一个二维平面上,这个过程相当于哪几个步骤呢?

(1)一次使用权重参数矩阵 W 的线性变换

(2)一次使用偏执向量 b 的移动

(3)一次应用非线性激活函数 g 的变换

在 二维平面 ,其实是将整个平面进行了 旋转、移动和拉伸 三步。

分类问题

简单分类问题:通过较少几次变换将问题转换为一条直线可分割的空间。

既是一层神经 *** 就可以完成分类,通过变换空间布局,最终通过一条直线完成分类。

举例:

简单转换ing........

转换结果看下图

复杂分类问题:通过多几次的转换完成将问题转换为一条直线可分割的空间。

就是多层神经 *** 完成分类,通过变换空间布局,最终通过一条直线完成分类。

举例:

动态多步转换

以上是从低维度理解神经 *** 的训练,其中也有难以拉伸的例外,下图所示的圆套圆的情况,就是难以在二维空间将其拉伸到理想的位置的例子。

但,增加神经元,可以在 三维空间 中轻松将其分离。

看!

归纳 同样对于复杂问题可以通过,增加神经元在高维度通过更长且复杂的方式解决。

但是例如两个相互套起来的环,按照推测需要在四维空间中才能完全分开,然而我们难以想象四维空间,在现实世界的数据集中,这种死结或者缠绕问题可能会更复杂。

对于神经 *** 来,可以选择 将打成死结的数据尽可能拉伸开,而不是完全解开 ,如下图,对于分类问题来说,已经具有较高的准确率和召回率。

部分情况下,为了更精确地分类,较宽的神经 *** 可能相对深度来说更重要。

综上所述

1. 神经 *** 中包含语义信息的不在每个独立的神经单元,而是整个空间。 神经 *** 在最后一层能将样本中诸多变化的因子理清楚并理解其语义,并不是因为某个独立神经元中包含了什么特定的语义,而是 对整个空间进行变换后从最终的表征层中学到的 ,经过学习,神经 *** 会 放大某些相关因子,同时缩小某些无关因子 。

2. 神经 *** 学习到的输入到输出的映射在很大程度上是不连续的。 就像上面图中为了解开一个死结所做的拉伸结果一样, 在人看来,在拉伸距离较大的地方我们可以认为这种映射是连续的, 然而 对于仍然缠绕在一起的部分,之前可以用来划分界限的直线或者超平面已经无法连续 。

通过仔细观察可以区分出来,但是上文只是一个简单的例子,现实世界中的真实数据较为复杂,对于肉眼来说可能很难分清楚缠绕在一起的部分。对于神经 *** 来说, 对抗样本已经严重的跨过了用于分类的界限 ,而对于肉眼其实还 看不出来它有移动。

()线性特性的攻击行为()和()高效制造对抗样本的 *** ()

参考论文:

《Explaining and harnessing adversarial examples》

《对抗性例子的解读和掌握》

深度神经 *** 在高纬空间中的线性特性已经足以产生这种攻击行为 ,并提出了一种 更高效生成对抗样本的 *** ,接下来我们就简单分析一下这一理论和 *** 。

目前神经 *** 为了提高训练效率所使用的激活函数在局部都过于线性。

例如:

类比先前举出的拓扑学例子,在 最后的表征层 都是 通过直线或超平面完成的分类 ,在线性的假设下,暂且不通过二维或三维空间来理解,先从一个简单的数学公式角度开始。

数学解释

公式内容解释:

w 是训练好的参数向量

x 表示真实样本数据向量

η 表示给图像加入的噪音向量

x ~表示加入噪音后新生成的样本

当加入足够小的 η 时,肉眼无法区分出 x 的变化,直观感觉上左边的式子可能也不会变化很大。

事实上 ,然而 η 当的方向与 w 完全一致的时候,即使很小,也会使整个激活值变化很大。

假设证明:

如果 w 是一个 n 维向量,而其权值的平均大小为 m,那么激活值将会增加 nm。可见,在一个肉眼几乎无法差觉的扰动干扰下,对神经 *** 最终激活层的计算会产生巨大的干扰,从而迷惑神经 *** 训练出来的模型。

寻找正确方向

当 η 与 w 的方向一致时会使激活值更大,那么,如何找到这个正确的方向呢?

结论,那就是损失函数在待构造样本上的梯度方向,即下面的式子。

ε 是一个调节系数

sign() 是一个符号函数,代表的意思也很简单,就是取一个值的符号

(当值大于 0 时取 1,当值等于 0 时取 0,当值小于 0 时取 -1)

▽ 表示求 x 的梯度,可以理解为偏导,

J 是训练模型的损失函数。

结论的由来

在正常的神经 *** 模型训练过程中,有一个过程叫反向传播,就是对参数求偏导,然后将参数更新,我们结合下面这张图看一下。

假设图中的函数即为 损失函数 ,为了使损失函数降到更低,我们会根据当前值的梯度去调整。

当梯度小于 0 的时候我们可以看出,当前值需要右移。

而当梯度大于 0 的时候,当前值需要左移。

这个过程实际上就是用 θ 减去 θ。扩展到损失函数 J(θ, x, y) 中,θ 即为 我们要调整的参数 ,因此在样本 x 和 y 不改变的情况下,我们会**不断去调整参数 θ **以寻求局部更优解,即 θ = θ - θ 。

生成对抗样本,也可以采用类似的 *** ,那就是 固定参数 θ,调整 x 同时使损失函数增大 ,而不是变小,此时就应该让 x 往相反的方向走,即 x = x + x ,这样是不是很容易可以理解上面 η 的定义呢?在实践中,我们还需要通过 ε 这个参数来 调节噪音的大小 ,这种 *** 相比之前提到的优化 *** 非常高效,基本只需要一次计算就可以找到对抗样本,因此作者将这种 *** 叫做 快速梯度符号法 (Fast Gradient Sign Method,FG *** )。总结一下FG *** ,这种 *** 通过替换目标值 y 就可以 让攻击样本朝着指定的分类目标走 ,即,可以做任意目标的欺骗。

将线性假设简化到二维空间,我们要求的 η 其方向正好就接近于参数 w 的方向,不再展开说明,有兴趣的读者可以自行画一画。

建立在一个高维空间线性的假设或猜测前提下,需要 实验 支撑,根据下列图片分析展开。

图片解释

这张图是对数据集CIFAR-10的分类器的决策边界示意图。

其中每个小格子代表的是不同的CIFAR-10样本,

每个小格子中:

横向从左往右代表的是FG *** 算法中的梯度方向,

纵向代表的是FG *** 梯度方向的正交方向,

白色表示模型能分类正确的情况

彩色代表预测出错的情况

不同的颜色代表不同的错误预测分类。

可以看出,在出错的区域都程线性分布,另外,如果横轴的方向走的不够远,即便再往其他方向走都无法使模型出错,而一单进入这个区域,就会出现大量的对抗样本。而在随机找到的对抗样本中,这种分布也是很随机的,甚至很难找到,见下图。

从实验结果表明

高维空间中的线性假设也是合理的

举例

一匹叫做 Clever Hans 的马,刚出现的时候人们认为这匹马会做算术,但实际上它只是会阅读人的表情,当它点马蹄的次数接近正确答案时,人们的表情会更兴奋,它就知道该这个时候停止了。

隐喻神经 *** ,一个测试效果良好的分类器,其实并不像人类一样学习到了所分类样本的真正底层概念,只不过刚好构建了一个在训练数据上运行相当良好的模型,所以,你以为你以为的就是你以为的吗?

分类器能够在训练集的不同子集上训练时获得大致相同的分类权重,因为机器学习算法能够泛化, 基础分类权重的稳定性反过来又会导致对抗性样本的稳定性。因此, 对抗攻击可以认为是存在于任何神经 *** 模型。

以上是论文二的线性特性的攻击行为

高效制造对抗样本的 ***

目前来看还没有能够完全抵抗这种攻击的 *** ,其实结合攻击的原理也不难看出,即便分类器做得再好,总能使一个样本用最小的干扰走到错误的分类区域,我们能做的更多是如何构造鲁棒性更强的模型,同时也保持对这个领域的关注。『Survey』(注意之一篇论文的引用有注释)中总结的目前抵御攻击的办法可以分为三大类:

1.修改训练样本 ———— 通过添加更多的对抗样本到训练集中可以有效避免一部分攻击 ,但这更像是一种无奈的做法, 当扩大样本集的时候,其实分类边界有可能也在随之扩大 。

2.修改训练 *** ,这类 *** 会对训练 *** 做出一定调整,其中有一种方式是模拟生物学 在最后一层使用更加非线性的激活函数 ,但这种方式又会 导致训练效率和效果下降 。修改训练 *** 的 *** 分为 完全抵抗 和 仅检测 两种方式,完全抵抗其实就是让模型能将对抗样本识别为正确的分类,而仅检测是为了发现这种攻击样本,从而拒绝服务。

3.附加 *** ,这种方式是在 不改变原有模型的情况下使用额外的 *** 进行辅助 ,这样可以使原有 *** 保持不变,其中最有效的一种方式是生成式对抗 *** ——GAN。同样的,这种方式也分为 完全抵抗 和 仅检测 两种方式。

总结一下

定义:

对抗样本:是指在数据集中通过故意添加细微的干扰所形成的输入样本,会导致模型以高置信度给出一个错误的输出。

原因分析:

对抗样本出现的主要原因之一是过度线性, 神经 *** 主要是基于线性块构建的,实现的整体函数被证明是高度线性的,如果一个线性函数具有许多输入,那么它的值可以非常迅速地改变。

参考:

神经 *** 算法原理

4.2.1 概述

人工神经 *** 的研究与计算机的研究几乎是同步发展的。1943年心理学家McCulloch和数学家Pitts合作提出了形式神经元的数学模型,20世纪50年代末,Rosenblatt提出了感知器模型,1982年,Hopfiled引入了能量函数的概念提出了神经 *** 的一种数学模型,1986年,Rumelhart及LeCun等学者提出了多层感知器的反向传播算法等。

神经 *** 技术在众多研究者的努力下,理论上日趋完善,算法种类不断增加。目前,有关神经 *** 的理论研究成果很多,出版了不少有关基础理论的著作,并且现在仍是全球非线性科学研究的热点之一。

神经 *** 是一种通过模拟人的大脑神经结构去实现人脑智能活动功能的信息处理系统,它具有人脑的基本功能,但又不是人脑的真实写照。它是人脑的一种抽象、简化和模拟模型,故称之为人工神经 *** (边肇祺,2000)。

人工神经元是神经 *** 的节点,是神经 *** 的最重要组成部分之一。目前,有关神经元的模型种类繁多,最常用最简单的模型是由阈值函数、Sigmoid 函数构成的模型(图 4-3)。

图4-3 人工神经元与两种常见的输出函数

神经 *** 学习及识别 *** 最初是借鉴人脑神经元的学习识别过程提出的。输入参数好比神经元接收信号,通过一定的权值(相当于 *** 神经兴奋的强度)与神经元相连,这一过程有些类似于多元线性回归,但模拟的非线性特征是通过下一步骤体现的,即通过设定一阈值(神经元兴奋极限)来确定神经元的兴奋模式,经输出运算得到输出结果。经过大量样本进入 *** 系统学习训练之后,连接输入信号与神经元之间的权值达到稳定并可更大限度地符合已经经过训练的学习样本。在被确认 *** 结构的合理性和学习效果的高精度之后,将待预测样本输入参数代入 *** ,达到参数预测的目的。

4.2.2 反向传播算法(BP法)

发展到目前为止,神经 *** 模型不下十几种,如前馈神经 *** 、感知器、Hopfiled *** 、径向基函数 *** 、反向传播算法(BP法)等,但在储层参数反演方面,目前比较成熟比较流行的 *** 类型是误差反向传播神经 *** (BP-ANN)。

BP *** 是在前馈神经 *** 的基础上发展起来的,始终有一个输入层(它包含的节点对应于每个输入变量)和一个输出层(它包含的节点对应于每个输出值),以及至少有一个具有任意节点数的隐含层(又称中间层)。在 BP-ANN中,相邻层的节点通过一个任意初始权值全部相连,但同一层内各节点间互不相连。对于 BP-ANN,隐含层和输出层节点的基函数必须是连续的、单调递增的,当输入趋于正或负无穷大时,它应该接近于某一固定值,也就是说,基函数为“S”型(Kosko,1992)。BP-ANN 的训练是一个监督学习过程,涉及两个数据集,即训练数据集和监督数据集。

给 *** 的输入层提供一组输入信息,使其通过 *** 而在输出层上产生逼近期望输出的过程,称之为 *** 的学习,或称对 *** 进行训练,实现这一步骤的 *** 则称为学习算法。BP *** 的学习过程包括两个阶段:之一个阶段是正向过程,将输入变量通过输入层经隐层逐层计算各单元的输出值;第二阶段是反向传播过程,由输出误差逐层向前算出隐层各单元的误差,并用此误差修正前层权值。误差信息通过 *** 反向传播,遵循误差逐步降低的原则来调整权值,直到达到满意的输出为止。 *** 经过学习以后,一组合适的、稳定的权值连接权被固定下来,将待预测样本作为输入层参数, *** 经过向前传播便可以得到输出结果,这就是 *** 的预测。

反向传播算法主要步骤如下:首先选定权系数初始值,然后重复下述过程直至收敛(对各样本依次计算)。

(1)从前向后各层计算各单元Oj

储层特征研究与预测

(2)对输出层计算δj

储层特征研究与预测

(3)从后向前计算各隐层δj

储层特征研究与预测

(4)计算并保存各权值修正量

储层特征研究与预测

(5)修正权值

储层特征研究与预测

以上算法是对每个样本作权值修正,也可以对各个样本计算δj后求和,按总误差修正权值。

人工智能时代,神经 *** 的原理及使用 *** | 微课堂

人工智能时代已经悄然来临,在计算机技术高速发展的未来,机器是否能代替人脑?也许有些读者会说,永远不可能,因为人脑的思考包含感性逻辑。事实上,神经 *** 算法正是在模仿人脑的思考方式。想不想知道神经 *** 是如何“思考”的呢?下面我向大家简单介绍一下神经 *** 的原理及使用 *** 。

所谓人工智能,就是让机器具备人的思维和意识。人工智能主要有三个学派——行为主义、符号主义和连接主义。

行为主义是基于控制论,是在构建感知动作的控制系统。理解行为主义有个很好的例子,就是让机器人单脚站立,通过感知要摔倒的方向控制两只手的动作,保持身体的平衡,这就构建了一个感知动作控制系统。

符号主义是基于算数逻辑和表达式。求解问题时,先把问题描述为表达式,再求解表达式。如果你在求解某个问题时,可以用if case这样的条件语句,和若干计算公式描述出来,这就使用了符号主义的 *** ,比如“专家系统”。符号主义可以认为是用公式描述的人工智能,它让计算机具备了理性思维。但是人类不仅具备理性思维,还具备无法用公式描述的感性思维。比如,如果你看过这篇推送,下回再见到“符号主义”几个字,你会觉得眼熟,会想到这是人工智能相关的知识,这是人的直觉,是感性的。

连接主义就是在模拟人的这种感性思维,是在仿造人脑内的神经元连接关系。这张图给出了人脑中的一根神经元,左侧是神经元的输入,“轴突”部分是神经元的输出。人脑就是由860亿个这样的神经元首尾相接组成的 *** 。

神经 *** 可以让计算机具备感性思维。我们首先理解一下基于连接主义的神经 *** 设计过程。这张图给出了人类从出生到24个月神经 *** 的变化:

随着我们的成长,大量的数据通过视觉、听觉涌入大脑,使我们的神经 *** 连接,也就是这些神经元连线上的权重发生了变化,有些线上的权重增强了,有些线上的权重减弱了。

我们要用计算机仿出这些神经 *** 连接关系,让计算机具备感性思维。

首先需要准备数据,数据量越大越好,以构成特征和标签对。如果想识别猫,就要有大量猫的图片和这张图片是猫的标签构成特征标签对,然后搭建神经 *** 的 *** 结构,再通过反向传播优化连接的权重,直到模型的识别准确率达到要求,得到更优的连线权重,把这个模型保存起来。最后用保存的模型输入从未见过的新数据,它会通过前向传播输出概率值,概率值更大的一个就是分类和预测的结果。

我们举个例子来感受一下神经 *** 的设计过程。鸢尾花可以分为三类:狗尾鸢尾、杂色鸢尾和佛吉尼亚鸢尾。我们拿出一张图,需要让计算机判断这是哪类鸢尾花。人们通过经验总结出了规律:通过测量花的花萼长、花萼宽、花瓣长、花瓣宽分辨出鸢尾花的类别,比如花萼长花萼宽,并且花瓣长/花瓣宽2,则可以判定为这是之一种,杂色鸢尾。看到这里,也许有些读者已经想到用if、case这样的条件语句来实现鸢尾花的分类。没错,条件语句根据这些信息可以判断鸢尾花分类,这是一个非常典型的专家系统,这个过程是理性计算。只要有了这些数据,就可以通过条件判定公式计算出是哪类鸢尾花。但是我们发现鸢尾花的种植者在识别鸢尾花的时候并不需要这么理性的计算,因为他们见识了太多的鸢尾花,一看就知道是哪种,而且随着经验的增加,识别的准确率会提高。这就是直觉,是感性思维,也是我们这篇文章想要和大家分享的神经 *** *** 。

这种神经 *** 设计过程首先需要采集大量的花萼长、花萼宽、花瓣长、花瓣宽,和它们所对应的是哪种鸢尾花。花萼长、花萼宽、花瓣长、花瓣宽叫做输入特征,它们对应的分类叫做标签。大量的输入特征和标签对构建出数据集,再把这个数据集喂入搭建好的神经 *** 结构, *** 通过反向传播优化参数,得到模型。当有新的、从未见过的输入特征,送入神经 *** 时,神经 *** 会输出识别的结果。

展望21世纪初,在近十年神经 *** 理论研究趋向的背景下,神经 *** 理论的主要前沿领域包括:

一、对智能和机器关系问题的认识进一步增长。

研究人类智力一直是科学发展中最有意义,也是空前困难的挑战性问题。人脑是我们所知道的唯一智能系统,具有感知识别、学习、联想、记忆、推理等智能。我们通过不断 探索 人类智能的本质以及联结机制,并用人工系统复现或部分复现,制造各种智能机器,这样可使人类有更多的时间和机会从事更为复杂、更富创造性的工作。

神经 *** 是由大量处理单元组成的非线性、自适应、自组织系统,是在现代神经科学研究成果的基础上提出的,试图模拟神经 *** 加工、记忆信息的方式,设计一种新的机器,使之具有人脑风格的信息处理能力。智能理论所面对的课题来自“环境——问题——目的”,有极大的诱惑力与压力,它的发展方向将是把基于连接主义的神经 *** 理论、基于符号主义的人工智能专家系统理论和基于进化论的人工生命这三大研究领域,在共同追求的总目标下,自发而有机地结合起来。

二、神经计算和进化计算的重大发展。

计算和算法是人类自古以来十分重视的研究领域,本世纪30年代,符号逻辑方面的研究非常活跃。近年来,神经计算和进化计算领域很活跃,有新的发展动向,在从系统层次向细胞层次转化里,正在建立数学理论基础。随着人们不断 探索 新的计算和算法,将推动计算理论向计算智能化方向发展,在21世纪人类将全面进入信息 社会 ,对信息的获取、处理和传输问题,对 *** 路由优化问题,对数据安全和保密问题等等将有新的要求,这些将成为 社会 运行的首要任务。因此,神经计算和进化计算与高速信息 *** 理论联系将更加密切,并在计算机 *** 领域中发挥巨大的作用,例如大范围计算机 *** 的自组织功能实现就要进行进化计算。

人类的思维方式正在转变,从线性思维转到非线性思维神经元,神经 *** 都有非线性、非局域性、非定常性、非凸性和混沌等特性。我们在计算智能的层次上研究非线性动力系统、混沌神经 *** 以及对神经 *** 的数理研究,进一步研究自适应性子波、非线性神经场的兴奋模式、神经集团的宏观力学等。因为,非线性问题的研究是神经 *** 理论发展的一个更大动力,也是它面临的更大挑战。

以上就是有关神经 *** 的相关内容,希望能为读者带来帮助。

以上内容由苏州空天信息研究院谢雨宏提供。

0条大神的评论

发表评论