人工神经网络与生物神经网络
2,30年前,那時(shí)候的我們一想到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),就會(huì)想到生物神經(jīng)系統(tǒng)中的數(shù)以億計(jì)的細(xì)胞相互連接,將感官和反射器聯(lián)系在一起。但是今天,你可能的第一反應(yīng)卻是電腦與電腦程序當(dāng)中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),昔日復(fù)雜的動(dòng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)居然神奇的放入了計(jì)算機(jī)。而且人類正將這種人工神經(jīng)系統(tǒng)推向更高的境界,今天的是世界早已布滿了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的身影。
比如Google的搜索引擎,股票價(jià)格預(yù)測(cè),機(jī)器人學(xué)習(xí),圍棋,家庭助手,等等等等,從金融到仿生樣樣都能運(yùn)用,看起來(lái)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的確很強(qiáng)大,但,是不是有這么一個(gè)問(wèn)題一直伴隨著你:計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和我們自己身體里的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)究竟是不是一樣的?科學(xué)家們通過(guò)長(zhǎng)期的探索,想讓計(jì)算機(jī)像人一樣思考,所以研發(fā)了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),究竟和我們的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)有多像?
人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
900億的神經(jīng)細(xì)胞組成了我們復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),這個(gè)數(shù)量甚至可以和宇宙中的星球數(shù)相比較。但如果僅僅依靠單個(gè)的神經(jīng)元,是永遠(yuǎn)沒(méi)有辦法讓我們像今天一樣,完成各種任務(wù),處理各種復(fù)雜的問(wèn)題,那我們是如何靠這些神經(jīng)元來(lái)解決問(wèn)題呢?首先需要知道的是我們的記憶是如何產(chǎn)生的,現(xiàn)在想象自己還是一個(gè)嬰兒。
包著尿布的我們什么都不知道,神經(jīng)元并沒(méi)有形成系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò),可能只是一些分散的細(xì)胞而已,一端連著嘴巴的味覺(jué)感受器,一端連著手部的肌肉,小時(shí)候,世界上有一種神奇的東西交做糖果,當(dāng)我們第一次品嘗它的時(shí)候,美妙的感覺(jué)讓我們發(fā)現(xiàn)活著是多么有意義的一件事。這時(shí)候神經(jīng)元開(kāi)始產(chǎn)生連接,記憶形成,但是形成的新連接如何變成記憶,仍是科學(xué)界的一個(gè)迷,不過(guò)現(xiàn)在,我們的手和嘴產(chǎn)生了某種特定的搭配,每次發(fā)現(xiàn)有糖果的時(shí)候,某種生物信號(hào)就會(huì)從我們的嘴,通過(guò)之前的形成的神經(jīng)連接,傳遞到手上,讓手的動(dòng)作變得有意義。現(xiàn)在我們看看人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)要怎樣達(dá)到這個(gè)目的。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
首先,替代掉生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的,就是已經(jīng)成體系的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),所有神經(jīng)元之間的連接都是固定不可更換的,這也就是說(shuō),在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)里,沒(méi)有憑空產(chǎn)生新連接這回事。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)典型的一種學(xué)習(xí)方式就是,我們已經(jīng)知道吃到糖果后,手會(huì)如何的動(dòng),但是我想讓神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)著幫我做這件動(dòng)動(dòng)手的事情,所以我預(yù)先準(zhǔn)備好非常多吃糖的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),然后將這些數(shù)據(jù)一次次放入這套人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中,糖的信號(hào)會(huì)通過(guò)這套系統(tǒng)傳遞到手。然后通過(guò)對(duì)比這次信號(hào)傳遞后,手的動(dòng)作是不是討糖動(dòng)作,來(lái)修改人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中的神經(jīng)元強(qiáng)度,這種修改在專業(yè)術(shù)語(yǔ)中叫做“誤差反向傳遞”,也可以看作是再一次將傳過(guò)來(lái)的信號(hào)傳回去,看看這個(gè)負(fù)責(zé)傳遞信號(hào)神經(jīng)元對(duì)于討糖的動(dòng)作到底有么有貢獻(xiàn),讓它好好反思與改正,爭(zhēng)取下次做出更好的貢獻(xiàn)。
兩者區(qū)別與聯(lián)系
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)靠的是正向和反向傳播來(lái)更新神經(jīng)元,從而形成一個(gè)好的神經(jīng)系統(tǒng),本質(zhì)上,這是一個(gè)能讓計(jì)算機(jī)處理和優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型,而生物神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)刺激,產(chǎn)生新的連接,讓信號(hào)能夠通過(guò)新的連接傳遞而形成反饋,雖然現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)技術(shù)越來(lái)越高超,不過(guò)我們身體里的神經(jīng)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)了數(shù)千萬(wàn)年的進(jìn)化,還是獨(dú)一無(wú)二的,迄今為止,再?gòu)?fù)雜,再龐大的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也不能替代我們的小腦袋,我們應(yīng)該感到自豪,也應(yīng)該珍惜上天的這份禮物。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的人工神经网络与生物神经网络的全部?jī)?nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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