淺談智能計算

 

張  鈴

安徽大學人工智能研究所

 

摘要：本文簡單介紹近年來在人工智能界興起的新的研究方向——智能計算的技術，以及介紹作者近年來在這方面的一些研究成果

 

一．引

生命在長期進化過程中，積累了很多新奇的功能，人類很早就從中得到啟發(fā)而改進自己的工具，如史書中記戴“見蓬轉而做車輯”，傳說魯班被茅葦劃破，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,后來人們已有意識地進行這方面的研究,這就是“仿生學”。仿生學顧名思義就是模仿生物的某些功能的學問。有名

的例子很多，如模仿海豚皮而構造的“海豚皮游泳衣”、科學家研究鯨魚的皮膚時，發(fā)現其上有溝漕的結構，于是有個科學家就依照鯨魚皮構造，造成一個薄膜蒙在飛機的表面，據實驗可節(jié)約能源3%，若全國的飛機都蒙上這樣的表面，每年可節(jié)約幾十億。又如有科學家研究蜘蛛，發(fā)現蜘蛛的腿上沒有肌肉，有腳的動物會走，主要是靠肌肉的收縮，現在蜘蛛沒有肌肉為什么會走路？經研究蜘蛛不是靠肌肉的收縮進行走路的，而是靠其中的“液壓”的結構進行走路，據此人們發(fā)明了液壓步行機……總之,從自然界得到啟迪, 模仿其結構進行發(fā)明創(chuàng)造.這就是仿生學. 這是我們向自然界學習的一個方面.另一方面,我們還可以從自然的規(guī)律中得到啟迪,利用其原理進行設計(包括設計算法),這就是智能計算的思想.

 

二. 什

么是智能算法

    什么是智能計算。智能計算,也有人稱之為“軟計算”，雖然至今沒有一個統一的定義，但我們可以這樣來概括它。

智能計算就是借用自然界（生物界）規(guī)律的啟迪，根據其原理，模仿設計求解問題的算法。

   目前這方面的內容很多，如：人工神經網絡技術、遺傳算法、進化規(guī)劃、模擬退火技術和群集智能技術等。

    下面我們簡單介紹這方面的一些內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

群居昆蟲以集體的力量，進行覓食、御敵、筑巢的能力。這種群體所表現出來的“智能”，就稱之為群體智能。如蜜蜂采蜜、筑巢、螞蟻覓食、筑巢等。

從群居昆蟲互相合作進行工作中，得到啟迪，研究其中的原理， 以此原理來設計新的求解問題的`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，在它走過的路上，留下外激素，這些外激素就象留下路標一樣，留給后來“蟻”一個路徑的標志。后面的螞蟻，就會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）。科學家們對此進行過試驗：用人造的外激素在紙上畫上一條路徑，對螞蟻進行試驗。結果螞蟻果然都沿畫有外激素的路徑行走。

 

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