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淺談智能計(jì)算
張 鈴
安徽大學(xué)人工智能研究所
摘要：本文簡(jiǎn)單介紹近年來(lái)在人工智能界興起的新的研究方向——智能計(jì)算的技術(shù)，以及介紹作者近年來(lái)在這方面的一些研究成果
一．引
生命在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中，積累了很多新奇的功能，人類很早就從中得到啟發(fā)而改進(jìn)自己的工具，如史書中記戴“見(jiàn)蓬轉(zhuǎn)而做車輯”，傳說(shuō)魯班被茅葦劃破，而發(fā)明鋸子……也許早先的發(fā)明,只是偶然的模仿和發(fā)現(xiàn),后來(lái)人們已有意識(shí)地進(jìn)行這方面的研究,這就是“仿生學(xué)”。仿生學(xué)顧名思義就是模仿生物的某些功能的學(xué)問(wèn)。有名
的例子很多，如模仿海豚皮而構(gòu)造的“海豚皮游泳衣”、科學(xué)家研究鯨魚的皮膚時(shí)，發(fā)現(xiàn)其上有溝漕的結(jié)構(gòu)，于是有個(gè)科學(xué)家就依照鯨魚皮構(gòu)造，造成一個(gè)薄膜蒙在飛機(jī)的表面，據(jù)實(shí)驗(yàn)可節(jié)約能源3%，若全國(guó)的飛機(jī)都蒙上這樣的表面，每年可節(jié)約幾十億。又如有科學(xué)家研究蜘蛛，發(fā)現(xiàn)蜘蛛的腿上沒(méi)有肌肉，有腳的動(dòng)物會(huì)走，主要是靠肌肉的收縮，現(xiàn)在蜘蛛沒(méi)有肌肉為什么會(huì)走路？經(jīng)研究蜘蛛不是靠肌肉的收縮進(jìn)行走路的，而是靠其中的“液壓”的結(jié)構(gòu)進(jìn)行走路，據(jù)此人們發(fā)明了液壓步行機(jī)……總之,從自然界得到啟迪, 模仿其結(jié)構(gòu)進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造.這就是仿生學(xué). 這是我們向自然界學(xué)習(xí)的一個(gè)方面.另一方面,我們還可以從自然的規(guī)律中得到啟迪,利用其原理進(jìn)行設(shè)計(jì)(包括設(shè)計(jì)算法),這就是智能計(jì)算的思想.
二. 什
么是智能算法
什么是智能計(jì)算。智能計(jì)算,也有人稱之為“軟計(jì)算”，雖然至今沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的定義，但我們可以這樣來(lái)概括它。
智能計(jì)算就是借用自然界（生物界）規(guī)律的啟迪，根據(jù)其原理，模仿設(shè)計(jì)求解問(wèn)題的算法。
目前這方面的內(nèi)容很多，如：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模擬退火技術(shù)和群集智能技術(shù)等。
下面我們簡(jiǎn)單介紹這方面的一些內(nèi)容和我們最近幾年在這些方面研究的一些成果。
三． 群體（群集）
智能（Swarm Intelligence）
什么是群集智能
群居昆蟲(chóng)以集體的力量，進(jìn)行覓食、御敵、筑巢的能力。這種群體所表現(xiàn)出來(lái)的“智能”，就稱之為群體智能。如蜜蜂采蜜、筑巢、螞蟻覓食、筑巢等。
從群居昆蟲(chóng)互相合作進(jìn)行工作中，得到啟迪，研究其中的原理， 以此原理來(lái)設(shè)計(jì)新的求解問(wèn)題的`算法。下面介紹人們最早研究的螞蟻算法
3.1 螞蟻算法
螞蟻覓食時(shí)，在它走過(guò)的路上，留下外激素，這些外激素就象留下路標(biāo)一樣，留給后來(lái)“蟻”一個(gè)路徑的標(biāo)志。后面的螞蟻，就會(huì)沿著有外激素的路徑行走（外激素越多引誘螞蟻的能力就越強(qiáng)）�？茖W(xué)家們對(duì)此進(jìn)行過(guò)試驗(yàn)：用人造的外激素在紙上畫上一條路徑，對(duì)螞蟻進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果螞蟻果然都沿畫有外激素的路徑行走。
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