《人工智能教程》第九章人工神经网络 课件

1 第九章 人工神经网络 2 人工神经网络是集脑科学、神经心理学和信息科学等多学科的交叉研究领域，是近年来高科技领域的一个研究热点。它的研究目标是通过研究人脑的组成机理和思维方式，探索人类智能的奥秘，进而通过模拟人脑的结构和工作模式，使机器具有类似人类的智能。它已在模式识别、机器学习、专家系统等多个方面得到应用，成为人工智能研究中的活跃领域。本章将简要介绍神经网络基本的概念、模型以及学习算法。 3 9.1 神经网络的基本概念及组成特性 9.1.1 生物神经元的结构与功能特性 9.1.2 人工神经网络的组成与结构 9.1.3 人工神经网络研究的兴起与发展 4 9.1.1 生物神经元的结构与功能特性 1. 生物神经元的结构 神经细胞是构成神经系统的基本单元，称之为生物神经元，简称神经元。神经元主要由三部分构成： （1）细胞体;（2）轴突;（3）树突; (如图9.1) 9.1 神经网络的基本概念及组成特性 图9.1 生物神经元结构 5 9.1 神经网络的基本概念及组成特性 突触是神经元之间相互连接的接口部分，即一个神经元的神经末梢与另一个神经元的树突相接触的交界面，位于神经元的神经末梢尾端。突触是轴突的终端。 2. 神经元的功能特性 （1）时空整合功能。 （2）神经元的动态极化性。 （3）兴奋与抑制状态。 （4）结构的可塑性。 （5）脉冲与电位信号的转换。 （6）突触延期和不应期。 （7）学习、遗忘和疲劳。 6 9.1.2 人工神经网络的组成与结构 1. 人工神经网络的组成 人工神经网络（简称ANN）是由大量处理单元经广泛互连而组成的人工网络，用来模拟脑神经系统的结构和功能。而这些处理单元我们把它称作人工神经元。 人工神经网络（ANN）可看成是以人工神经元为节点，用有向加权弧连接起来的有向图。在此有向图中，人工神经元就是对生物神经元的模拟，而有向弧则是轴突—突触—树突对的模拟。有向弧的权值表示相互连接的两个人工神经元间相互作用的强弱。 9.1 神经网络的基本概念及组成特性 7 9.1 神经网络的基本概念及组成特性 图9.2 人工神经网络的组成 图9.3 M－P神经元模型 8