13人工智能與專家系統(tǒng)(xxxx)-展示頁
2025-03-04 12:54本頁面
【正文】 算法 (Geic Algorithm， GA)是一種基于進化論優(yōu)勝劣汰、適者生存的物種遺傳機制的隨機化搜索算法。利用上面3個策略，得到生命行為共同的一般性質，通過概括，建立生命的基本理論。生成這種現(xiàn)象的原理是混沌的分形、耗散結構、協(xié)同反應等，采用這些產生生命現(xiàn)象。 3) 基于工作原理，利用計算機仿真生成生命體。 2) 用計算機仿真，研究開發(fā)顯示生命體特征行為的模型軟件。 ? 另一種是用生物器件構造生命系統(tǒng)。 人工生命研究的方法 9 1) 采用以計算機等信息處理機器為中心的硬件生成生命行為。 2) 工作原理法。 8 1) 模型法。 2) 在生物體及其群體中表現(xiàn)的外部系統(tǒng)。1987年召開了第一屆國際人工生命會議。 ? 80年代，人工神經(jīng)網(wǎng)絡又興起，出現(xiàn)了許多神經(jīng)網(wǎng)絡模型和學習算法。以計算機為工具，迎來了信息科學的發(fā)展。 5 人工生命的探索 ? 20世紀初，邏輯在算術機械運算中的運用，導致過程的抽象形式化。 ? 對于發(fā)展新技術及增強我們控制自然的能力，人工生命系統(tǒng)是很有潛力的。 4 研究人工生命的原因 ? 人工生命的研究可使我們更好地理解突發(fā)特征，個體在低級組織中的集合，通過我們的相互作用，?？僧a生特征。蘭頓被公認為人工生命研究的創(chuàng)立者。本次會議于 1987年 9月在美國新墨西哥的羅斯阿拉莫斯舉行。 定義 3: 在人工生命中的所有存在或將會存在的事物中，我們至少可以說這一領域從總體來說，代表了一種嘗試，就是加重了生物學中合成理論的分量。 2 第九章 人工生命 定義 1:研究具有自然生命系統(tǒng)行為的人造系統(tǒng)。 在現(xiàn)實世界中，普遍地存在著各類復雜系統(tǒng)，一般認為，非線性、不穩(wěn)定性、不確定性是造成復雜性的根源。第九章 人工生命與智能計算 人工作生命概述 遺傳算法 粒子群優(yōu)化算法 蟻群算法 1 人工生命 人工生命是指用計算機和精密機械等生成或構造表現(xiàn)自然生命系統(tǒng)行為特點的仿真系統(tǒng)或模型系統(tǒng)。自然生命系統(tǒng)的行為特點表現(xiàn)為自組織、自修復、自復制的基本性質，以及形成這些性質的混沌動力學、環(huán)境適應和進化。復雜事物只能照它復雜的面貌來理解。 定義 2:人工生命是研究怎樣通過抽取生物現(xiàn)象中的基本動力規(guī)則來理解生命，并且在物理媒體如計算機上重建這些現(xiàn)象，使它們成為新的實驗方式和受操縱。 3 第一次會議 “人工生命 ——關于生命系統(tǒng)合成與模擬的跨學科研討會”。本次會議的論文集共收錄了 24篇論文，內容主要分布在：人工生命研究的理論、生命現(xiàn)象的仿真、細胞自動機（簡稱 CA）、遺傳算法、進化仿真等 5個方面，蘭頓發(fā)表了題為“人工生命”的開拓性論文，他在文中提出了人工生命的概念，并討論了它作為一門新興的研究領域或學科存在的意義。這次會議標志著人工生命研究領域的誕生。 ? 人工生命將會成為研究生物的一個特別有用的工具。 ? 人工生命的另一顯著應用是遺傳工程。 ? 40年代末， 50年代初，馮 .諾伊曼提出了機器自增長的可能性理論。 ? 70年代以來，科拉德 (Conrad)和他的同事研究人工仿生系統(tǒng)中的自適應、進化和群體動力學，提出了不斷完善的“人工世界”模型。與此同時，人工生命的研究也逐漸興起。 6 人工生命的模型 1)計算機病毒 2)計算機的進程 3)生物統(tǒng)計學和個體胎生學 4)機器人 5)自催化 (autocatalytic)網(wǎng)絡 6)細胞自動機 7)人工核苷酸 7 人工生命的研究方法和戰(zhàn)略 按照人工生命的組織機構，人工生命的內容大致可以分成兩類： 1) 構成生物體的內部系統(tǒng)，包括腦、神經(jīng)系統(tǒng)、內分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、遺傳系統(tǒng)、酶系統(tǒng)、代謝系統(tǒng)等。生物群體中環(huán)境適應系統(tǒng)和遺傳進化系統(tǒng)等。 ? 根據(jù)內部和外部系統(tǒng)所表現(xiàn)的生命行為，建造信息模型。 ? 生命行為所顯示的自律分散和非線性的行為，它的工作原理是混沌和分形，據(jù)此研究它的機理。 ? 一種是采用已有的信息處理機器和執(zhí)行裝置，實現(xiàn)具有人工生命行為的系統(tǒng)。這些都通稱為生物計算機，是一種向人工生命接近的方法。簡單地說，神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)和遺傳算法等，都是采用信息數(shù)學模型，模擬人工生命的生成。生命現(xiàn)象的基礎是隨物理熵的增大而雜亂無章。 4) 通過計算機仿真，分析生命特有的行為生成，建立新的理論。這種策略形成自組織、超并行處理等理論。它是生物學和計算機科學結合的產物。 ? 在人工智能研究中，認為“遺傳算法、自適應系統(tǒng)、細胞自動機、混沌理論與人工智能一樣，都是對今后十年的計算技術有重大影響的關鍵技術” 12 遺傳算法的發(fā)展 ? 20世紀 60年代，美國密植安大學的Holland教授及其學生們受到生物模擬技術的啟發(fā)，創(chuàng)造出了一種基于生物遺傳和進化機制的適合于復雜系統(tǒng)計算優(yōu)化的自適應概率優(yōu)化技術 遺傳算法。 13 ? 20世紀 60年代， Holland認識到了生物的遺傳和自然進化現(xiàn)象與人工自適應系統(tǒng)的相似關系，運用生物遺傳和進化的思想來研究自然和人工自適應系統(tǒng)的生成以及它們與環(huán)境的關系，提出在研究和設計人工自適應系統(tǒng)時，可以借鑒生物遺傳的機制，以群體的方法進行自適應搜索，并且充分認識到了交叉、變異等運算策略在自適應系統(tǒng)中的重要性。他發(fā)展了復制、交叉、變異、顯性、倒位等遺
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