智能系统设计-Part1-GeneticAlgorithm
引入GA简介遗传算法(Geneic Algorithm, GA)是基于“物竞天择,适者生存”而提出的。它首先确定参数和优化目标,然后经历以下步骤来模拟这些参数的自然演化过程:
随机地生成一些答案,称之为种群(Populaition)
对他们进行评价
选择较好的,作为parents(父母)
使得父母重新组合(交叉)
使得他们的孩子产生一些变异,随机地选择一些参数替代原有
对他们产生的孩子进行评价
剔除掉太差的,重复步骤3-7
直到满足优化目标,“物竞天择,适者生存”的优化结束。
这整个步骤可以被简略概括为:选种-交叉-变异
基于GA的工作原理,以下方面都可以影响GA结果:
Representation:对个体的表示,即,参数的选择(比如一个人,得有胳膊,有腿,有眼睛等等)
Evaluation function (fitness function):评价函数,用于“天择”
Population: 种群
Parent Selection Machanism: 父母选择机制
Variation operators: 变异算子(包含交叉(crossover)和变异(mutation)) ...
智能系统设计-Part1-模糊系统
引入在前面的ANN中,机器可以自己通过学习来找到“机器认为”的答案。
但是在现实世界中也有一群专家,他们解决问题靠的是“已有知识”,他们先学习并储备了一些知识库,在遇到对应问题的时候就调用对应的知识库。
将这种解决问题的方式在计算机中进行描述和调用,就是所谓模糊系统(Fuzzy System)。
但是专家在判断是什么问题时,通常接受的是模糊的描述。例如这个人非常高,那么你大可能觉得这个人在一米八往上接近一米九。说这个天很热按你大可能觉得现在有30度往上。这些描述都是基于人类语言的模糊描述,指明的是大概率的一个区间。同样地,在解决问题上,专家也是靠着不精确的输入,去猜测套用什么方法解决的可能性最大,然后去尝试。
但是这样就出现问题了,计算机使用的是布尔逻辑,即非黑即白的逻辑,它可以以180为一个界限,认为180以上的人算作高,180以下的人算作矮,但是如果有一个人有179,它其实也是算高的,但是会被传统的布尔逻辑和160判到一桌上去。
模糊逻辑,模糊集和隶属度模糊系统就是为了来解决这个问题的,它提出了“模糊逻辑(fuzzy logic)”的概念,在模糊逻辑下,事情不是非黑即白,而是具有一 ...
智能系统设计-Part1-ANN
当时忙期末ANN部分笔记未整理,网站笔记不全,建议参考mirror。其余部分笔记完整。
引入Artificial Neural Network (ANN)是人工智能学科的分支,其由人类大脑结构仿生而来。其具有自我学习,适应新环境,从已有经验学习解决新问题的能力。
人类神经元与仿生神经元
人类神经元上,一个细胞可以通过轴突(Axon)发送信号给另一个细胞,另一个细胞使用树突(Dendrites) 接收并汇聚所有收到的信号后,进行处理。人类大脑中约有100亿个神经元,每个神经元有约1万个突触与其他神经元相连。(具体数据与解刨学有关,不一定准确)。
在人脑系统中,采用低频(约100Hz)并行计算的策略,这与高频但是核心数少的现代计算机有所差异。
人工神经元与人类神经元类似,它接受多个输入,且针对每个输入有一个权重值,将输入加权求和后,放入“激活函数”中,计算本神经元的输出,将其输出给下一神经元。
y_i=f(\sum_jw_{ij}y_j)其中这个激活函数是非线性的。为什么需要这个“激活函数”呢?因为早在信号与系统就学过,线性系统无法通过加减乘除变为非线性系统,因此一旦需要输出结果具有 ...