登陆注册
30306300000028

第28章 神经计算机

随着智能计算机的不断发展,科学家们想模仿人的大脑构造和工作而造出一种新的计算机,这种计算机称为神经计算机。然而要造出这种计算机可不是一件轻而易举的事,难而又难。因为,科学家对人脑的结构已经知道得比较清楚,但人大脑里的神经网络的工作原理,还存在许多困惑。比如说人是怎么学习的,就还没弄清楚。人大脑的神经网络太复杂了,各个细胞间是怎么相互联系的,还没有完全揭示出来。换句话说,人大脑还有许多未解之谜。另外,因为人脑的神经网络太复杂,因此完全模仿它还存在相当大的困难。

现在,神经计算机只能初步模仿人脑神经的网络,研究出的人工神经网络(也有的是神经计算机)就具有了很好的效果,且显露出它的美妙前景。

人脑大约有140~150亿个神经细胞,大约与天上星星的数目相等。每个神经细胞与上千个细胞相连,这就像叶脉一样错综复杂。模仿人脑这样的结构制造的神经计算机,采用并行工作方式。过去的计算机是串行工作方式:存数据,取数据,送去计算,再进行下一步工作,是一步接一步进行工作的。让串行工作的计算机无限提高速度是不可能的,特别是有的关键环节,像流水线工作出现瓶颈一样,卡住了整个工作过程的脖子。这就是常常所说的“瓶颈效应”。

神经网络计算机是由多个人造神经处理单元并联而成的。人造神经处理单元相当于人脑的神经细胞。由于这种计算机是并联的,许多工作任务可以分配开来,同时协调工作,所以不会卡脖子,避免出现“瓶颈效应”,工作速度可以成千百倍地提高。(顺便说一下,现在的超级计算机都采用很多处理器并联,按并行工作方式建造。)

神经计算机还有一大优点,就是具有“容错性”。什么叫容错性?比如说吧,人可以从某人的一双眼睛,或根据一个背景,也可以根据人的一个动作就能够把一个人认出来。这是人脑神经网络的优点。人脑神经网络可以根据局部记忆恢复全部信息。这是因为,人脑是把信息存储在神经细胞与神经细胞相连的网络之间,而不是存储在神经细胞体内,而神经网络连接部分有千千万万,若是有一两个神经细胞体坏了也无关紧要,信息不会丢失。即使部分信息丢失,也可以根据剩余部分信息恢复完整的记忆。这就是容错性的一种表现。神经计算机是依照人大脑神经网络设计出来的,所以具有容错性,若是丢失些资料,它仍能重新建立起来,具有修复性。

专家普遍认为,人脑学习功能,是把神经细胞之间的连接形式不断加以改变,使网络功能不断提高,人的智慧也就发展了。现在研究神经计算机的目的,就是想制造出能听懂声音,能辨认景物,具有学习能力的智能计算机。这种计算机机有些科学家称它为第六代计算机或人工大脑。如果研究成这样的计算机,它的计算速度可达到1015次/秒,而目前最好的计算机运算速度仅为109~1010次/秒。

现在各国都重视神经计算机的开发,研究主要向两方面发展:一是如何制造接近人脑的网络;二是如何改进它的学习能力,提高智力。

1988年,美国提出一个研究神经计算机的计划,投资4亿美元。日本把1988年定为神经计算机元年,欧共体于这一年开始集中28个研究所和近千名专家合作研究神经计算机。1989年,美国贝尔实验室制成可供神经计算机使用的集成电路。1992年日本三菱电机公司开发出可供神经计算机使用的大规模集成电路芯片。之后,日本富士通研究所开发出由256个神经处理器互相连接而成的神经计算机,更新数据速度4亿次/秒。一种由日本电气公司推出的神经网络声音识别系统,能识别任何人的声音,正确率达99.8%。美国电气通信基础技术研究所和卡内基-梅隆大学研究的神经计算机,由相当于人“左脑”和“右脑”的两个神经块连接而成。“右脑”的经验功能部分,有1万多个神经元,适于图像识别,存储有基于经验的语句。“左脑”的识别功能部分,含有100万个神经元,用来存储单词和语法规则。这种计算就可以利用存储的知识进行翻译。

20世纪90年代前期到中期,神经计算机已获得了应用。例如,在纽约、迈阿密、伦敦飞机场用神经网络检查塑料炸弹和爆炸物,每小时可检查600~700件行李。

美国制成一台神经计算机,专门用于模式识别,如分析心电图、脑电图波形,对细胞自动分类计数,染色体分类识别等。它的工作过程由三层人工神经网络共同完成:第一层是提取特征并用数据表示出来;第二层是对这些信息进行运算,获得模式;第三层是把获得的模式与预先存储的模式相比较,完成识别。

我们可以乐观地相信,在不久的将来神经计算机将会得到广泛的应用。比如说进行模式识别,实现知识处理,进行运动控制,在军事上识别敌人,判定目标,进行决策和指挥,甚至进行社会管理等等。

同类推荐
  • 引领孩子一生的启迪故事

    引领孩子一生的启迪故事

    写在前面的话这是一个广阔的世界,充满了未知与神秘,天真的孩子迫不及待地准备去探索、去了解,而一个……
  • 我的名字叫中国

    我的名字叫中国

    众所周知,我们国家是世界上唯一一个历史和文化没有间断的文明古国。奇伟瑰丽的地理风情,独领风骚的著名人物,波澜壮阔的重大事件,叹为观止的科学技艺,使我国成为举世公认的文化最发达的国度,凝结着人类最伟大、最深邃的历史经验和教训。人们喜欢阅读历史的重要原因,就在于徜徉史林,可以启迪智慧。然而,历代先贤留给今人的著作可谓卷帙浩繁、汗牛充栋,仅《二十四史》就已达三千多卷,还有其他各类书籍,更是不胜枚举,一个人用一生的时间来阅读,恐怕也不可能遍览无余。
  • 开启青少年智慧的中国军事故事

    开启青少年智慧的中国军事故事

    本书为青少年朋友精心挑选了中国军事故事,每则故事都浓缩了深刻的人生哲理,蕴藏着丰富的生活智慧,对故事的内涵进行挖掘和阐述,帮助青少年领悟生活真谛、人生哲理。精彩的故事,生动的文字,配上简洁大方的版式设计,让青少年在轻松的阅读氛围中,学到生活哲理,汲取人生智慧,更好地认识社会、生活及人际关系的本质,从而踏上成功的坦途。
  • 难以想象的天文奇观

    难以想象的天文奇观

    这本书将告诉青少年朋友宇宙是怎样起源的?天上有多少颗星?太阳有多热?地球离太阳有多远?月亮为什么会发生圆缺的变化?水星是怎样的一颗星球?火星上有没有生命?以及什么是彗星、流星和陨石等天文知识。本书的目的就是通俗、简练地将天文知识系统、全面地介绍给广大青少年朋友,希望青少年朋友读后能有所收益,并继续关注天文学。
  • 小猴子找幸福

    小猴子找幸福

    本书作者厉剑童是近几年在寓言界创作比较活跃、取得丰硕成果的青年作者。历经十几年的苦心创作,写下了大量动物寓言、植物寓言、人物寓言、无生物寓言和知识寓言。这些寓言有感而发,不做无病呻吟。它们来源于生活和个人心灵感悟,是作者长期观察和体验生活的一种方式,也是作者对世界的一种理解。每一篇寓言创作都凝聚了作者的心血和思考。不少篇什反复酝酿,经历分娩的阵痛,才得以产生。
热门推荐
  • 异数世界的九位大人

    异数世界的九位大人

    作者:拯救世界的任务就交给你了文新!文新:不要!是游戏它不香了?还是番剧它不好看了?再说了我学的是音乐专业很高雅的好吗!拯救世界都是脏活累活作者:有妹子文新:咳咳咳!我只是单纯的不忍看着喜欢音乐的人失去梦想而已,没别的意思作者:这种费体力的活我怕你太累,算了文新:不,我不怕作者:不,你怕文新:那个大家都准备一下啊,台词别忘了,作者马上试镜开拍了,各部门就位!
  • 同床异梦

    同床异梦

    见到殷恬雨的第一眼,路柏琛便决定要她。但那无关一见钟情或什么真爱,只是关乎权势与名利;因为出身名门世家的她,将是他通往权贵之路的钥匙。他费尽心思让她注意自己,而后全心爱上自己,娶她为妻确实让他一步步攀向人生的巅峰、理想的尽头,直到命运之神送来一个让他的世界天翻地覆的考验。
  • 捏造怪物

    捏造怪物

    你用橡胶和熊猫布偶进行结合,得到了一只会打橡胶拳的功夫熊猫你很开心,更好的脑洞让你拿出切肉刀,以及水灵灵的蓝色果冻。于是,一只形似史莱姆的可爱生物,便出现在你的眼前……秩序崩坏,超凡崛起!面对破坏地球文明的神秘生物,人类愤而反击,组建七盟。然而,在一家小小的杂货店当中。萧寥却打开了‘大合成怪物系统’,摸着下巴陷入沉思。“嗯,既然中级分解已经解锁完毕了,那距离合成哥斯拉还会远吗?”————新书起航《我能孕育万物》两书双开,多谢支持~
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 当年天上星

    当年天上星

    当你见到天上星星,你是否会想起我?怀念当年星光闪耀的时代,于是,一个小人物的故事。有的是失败,不只是成功。有的是前途艰难,不只是呼风唤雨。我心中,我生活中,我笔中的星星。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 无限OL

    无限OL

    Fallout,Warhammer,40K,Starcraft,Worldofdarkness,allonline!
  • 安子的篮球时代

    安子的篮球时代

    何安从来都不知道篮球对自己意味着什么,直到他一无所有!后来,他用手里的篮球,开启了一个属于他的疯狂时代!【梦想】【热血】【胜利】是属于篮球的魅力!【纯真】【暧昧】【逆袭】是属于青春的色彩!【安子的篮球时代】是一个让你爽到CRY的美妙故事!=========PS:本书适宜各年龄层、各性别层、各阅读层的读者,属于无障碍阅读的典范!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 中国道路辩证法:社会主义探索四个三十年(谷臻小简·AI导读版)

    中国道路辩证法:社会主义探索四个三十年(谷臻小简·AI导读版)

    中国社会主义改革与开放的辩证发展历程。本书主旨是探求中国道路六对辩证法树立根本,贯通社会主义四个三十年筹谋新命。本书提出中道辩证法、实践知行辩证法、群众路线民主、总体阶级、融合经济、驾驭资本、自主性开放等。