神经网络到底有多神经?

极客

叨科学

100秒小课堂

各位广大魔粉们,

魔方君联合《极客叨科学》节目,

尝试制作了 期科学微视频的科学内容,

今天推出第5期

【科学极客】

张义红

东华大学信息科学与技术学院副院长

【科学名词】

神经网络

神经网络可以指向两种,一个是生物神经网络,一个是人工神经网络。

生物神经网络:一般指生物的大脑神经元,细胞,触点等组成的网络,用于产生生物的意识,帮助生物进行思考和行动。

在人的生命的最初9个月内,这些细胞以每分钟25000个的惊人速度被创建出来。

神经细胞和人身上任何其他类型细胞十分不同,每个神经细胞都长着一根像电线一样的称为轴突(axon)的东西,它的长度有时伸展到几厘米,用来将信号传递给其他的神经细胞。

个神经细胞通过它的树突和大约10000个其他的神经细胞相连。这就使得你的头脑中所有神经细胞之间连接总计可能有l00,000,000,000,000个。这比100兆个现代电话交换机的连线数目还多。

曾经有人估算过,如果将一个人的大脑中所有神经细胞的轴突和树突依次连接起来,并拉成一根直线,可从地球连到月亮,再从月亮返回地球。如果把地球上所有人的脑中的神经细胞的轴突和树突连接起来,则可以伸展到离开我们最近的星系!

正是由于数量巨大的连接,使得大脑具备难以置信的能力。

人工神经网络(Artificial Neural Networks),它是一种模仿动物神经网络行为特征,进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度,通过调整内部大量节点之间相互连接的关系,从而达到处理信息的目的。

人工神经网络是一种运算模型,

由大量的节点(或称神经元)之间相互联接构成。

每个节点代表一种特定的输出函数,

称为激励函数(activation function)。

每两个节点间的连接都代表一个对于通过该连接信号的加权值,称之为权重,

这相当于人工神经网络的记忆。

网络的输出则依网络的连接方式,

权重值和激励函数的不同而不同。

而网络自身通常都是对自然界某种算法或者函数的逼近,

也可能是对一种逻辑策略的表达。

最近十多年来,

人工神经网络的研究工作不断深入,

已经取得了很大的进展,

其在模式识别、智能机器人、自动控制、预测估计、生物、医学、经济等领域

已成功地解决了许多现代计算机难以解决的实际问题,

表现出了良好的智能特性。

人工神经网络模型主要考虑网络连接的

拓扑结构、神经元的特征、学习规则等。

目前,已有近40种神经网络模型,

其中有反传网络、感知器、自组织映射、

Hopfield网络、波耳兹曼机、适应谐振理论等。

《极客叨科学》

一档聚焦“科创人才”的科普访谈节目,运用传统媒体加网络新媒体平台,全媒体进行科学知识普及。关注“科学家、工程师、教授、博士、IT人”的工作与生活,结合时下科技热点,科普知识、分享创意,搭建一个科学爱好者的广播沟通平台。

编辑:陈雯

监制:龙敏,袁林辉

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