理论教育 人工大脑技术及实现优化方案

人工大脑技术及实现优化方案

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:按人工大脑的实现方式可分为:①类似生命的模型;②社会模型。人工大脑包括传统的用于神经系统的学习模型,如人工神经网络。基于超级计算机的“人工大脑” 严格说来,超级计算机只有并行操作和资料搜寻的能力,谈不上“智能”两字。

人工大脑技术及实现优化方案

按人工大脑的实现方式可分为:①类似生命的模型;②社会模型。

人工大脑包括传统的用于神经系统的学习模型,如人工神经网络。在类似生命的模型中,系统有一个类似于生命系统胚胎发育的功能,使得系统的结构和组成单元能够发生变化,形成复杂系统。

在社会模型中,系统被视为一个动态过程,在这个过程中,局部的、各个单元之间的连接使得整体的、全局的功能、次序、状态发生突现。反过来,各个单元也受到全局状态的影响。

1.按“人工大脑”的人造方法和技术分类

人工大脑可划分为生物人工脑、工程人工脑、生物工程人工脑三类。

生物人工脑是用生物方法和技术(如克隆技术、转基因技术等)生成的。例如“人工羊”多莉的脑显然就是用人工方法得到的“人造脑”。

工程人工脑是用工程技术的方法(如计算机软件,光、机、电硬件等)制造的。例如ATR研究所的“细胞自动机-仿脑机”(CAM-Brain Machine,CBM)。

生物工程人工脑则是由生物方法技术与工程技术相结合而生成或制造的。这种方法的代表有:(www.daowen.com)

(1)计算机微芯片 即用一个可以模拟人类神经系统的电子电路——“计算机微芯片”成功地植入大脑,利用仿生学的原理对人体神经进行修复。它与大脑协作发出复杂的指令给电子装置,监测大脑的活动或者是代替一部分大脑的功能。剑桥大学的翰福瑞斯认为,在不久的将来,人们可以在脑中放入增加记忆的芯片,使人类有一个备用的大脑。

(2)生物电子人 佐治亚理工学院的研究人员近来已经利用取自动物脑部的组织细胞与计算机硬件进行结合,这样研制而成的机器就被称为“生物电子人”或者“半机器人”。如果芯片与神经末梢相吻合,就可将芯片通过神经纤维和身体上的神经系统连接起来。这样就通过计算机提高人的大脑功能。

2.按“人工大脑”的工程实现方法分类

(1)基于神经工程(NE)的“人工大脑” 人工神经网络(Artificial Neutral Network,ANN)由许多简单的、并行工作的处理单元组成,单元之间按照一定的结构相互连接,构成神经计算机。神经计算机采用众多相互类似的简单处理单元(相当于人脑中的神经细胞)有机地结合在一起,以并行的“集体工作”方式进行工作。信息的存储、传播和处理都与生物神经网络类似。

(2)基于AI的“人工大脑” 这种实现方法主要采用人工智能技术中的启发式算法(HA)、专家系统(ES)、通用问题求解(GPS)和知识信息处理系统(KIPS)等,从功能上而不是刻意从结构上模拟人脑的功能。

例如通过借鉴人脑信息处理的特点,综合运用模糊逻辑、人工神经网络,以及遗传算法(CA)来建立具有专家素质的仿生人脑模型。采用知识挖掘技术,获取外部信息,丰富和更新专家大脑模型的知识。通过模糊推理得到评价准则。这样的人脑模型已经在专家系统中得到了良好的应用。

(3)基于超级计算机的“人工大脑” 严格说来,超级计算机只有并行操作和资料搜寻的能力,谈不上“智能”两字。但是在特定的领域(“简单”问题),借助优良的软件完全可以与人脑匹敌,故可以充当“人工脑”的角色。

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