浅谈智能计算

 

张  铃

安徽大学人工智能研究所

 

摘要：本文简单介绍近年来在人工智能界兴起的新的研究方向——智能计算的技术，以及介绍作者近年来在这方面的一些研究成果

 

一．引

生命在长期进化过程中，积累了很多新奇的功能，人类很早就从中得到启发而改进自己的工具，如史书中记戴“见蓬转而做车辑”，传说鲁班被茅苇划破，而发明锯子……也许早先的发明,只是偶然的模仿和发现,后来人们已有意识地进行这方面的研究,这就是“仿生学”。仿生学顾名思义就是模仿生物的某些功能的学问。有名

的例子很多，如模仿海豚皮而构造的“海豚皮游泳衣”、科学家研究鲸鱼的皮肤时，发现其上有沟漕的结构，于是有个科学家就依照鲸鱼皮构造，造成一个薄膜蒙在飞机的表面，据实验可节约能源3%，若全国的飞机都蒙上这样的表面，每年可节约几十亿。又如有科学家研究蜘蛛，发现蜘蛛的腿上没有肌肉，有脚的动物会走，主要是靠肌肉的收缩，现在蜘蛛没有肌肉为什么会走路？经研究蜘蛛不是靠肌肉的收缩进行走路的，而是靠其中的“液压”的结构进行走路，据此人们发明了液压步行机……总之,从自然界得到启迪, 模仿其结构进行发明创造.这就是仿生学. 这是我们向自然界学习的一个方面.另一方面,我们还可以从自然的规律中得到启迪,利用其原理进行设计(包括设计算法),这就是智能计算的思想.

 

二. 什

么是智能算法

    什么是智能计算。智能计算,也有人称之为“软计算”，虽然至今没有一个统一的定义，但我们可以这样来概括它。

智能计算就是借用自然界（生物界）规律的启迪，根据其原理，模仿设计求解问题的算法。

   目前这方面的内容很多，如：人工神经网络技术、遗传算法、进化规划、模拟退火技术和群集智能技术等。

    下面我们简单介绍这方面的一些内容和我们最近几年在这些方面研究的一些成果。

 

三． 群体（群集）

智能（Swarm Intelligence）

   

什么是群集智能

群居昆虫以集体的力量，进行觅食、御敌、筑巢的能力。这种群体所表现出来的“智能”，就称之为群体智能。如蜜蜂采蜜、筑巢、蚂蚁觅食、筑巢等。

从群居昆虫互相合作进行工作中，得到启迪，研究其中的原理， 以此原理来设计新的求解问题的`算法。下面介绍人们最早研究的蚂蚁算法

 

3.1 蚂蚁算法

蚂蚁觅食时，在它走过的路上，留下外激素，这些外激素就象留下路标一样，留给后来“蚁”一个路径的标志。后面的蚂蚁，就会沿着有外激素的路径行走（外激素越多引诱蚂蚁的能力就越强）。科学家们对此进行过试验：用人造的外激素在纸上画上一条路径，对蚂蚁进行试验。结果蚂蚁果然都沿画有外激素的路径行走。

 

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