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        基于操作條件反射的自主學(xué)習(xí)型智能系統(tǒng)

        2014-11-06 18:24:39王帥李光澤李賓澤
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2014年10期
        關(guān)鍵詞:智能系統(tǒng)自主學(xué)習(xí)

        王帥 李光澤 李賓澤

        摘要:基于操作條件反射的優(yōu)先級(jí)控制學(xué)習(xí)型智能系統(tǒng),是一種模擬生物思維活動(dòng)建立的智能系統(tǒng)。該系統(tǒng)的認(rèn)為,自主學(xué)習(xí)型智能系統(tǒng)運(yùn)行的基本原理應(yīng)該為操作條件反射。

        關(guān)鍵詞:操作條件反射 優(yōu)先級(jí)控制 自主學(xué)習(xí) 智能系統(tǒng)

        中圖分類號(hào):TP301.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2014)04(a)-0223-01

        1938年,美國(guó)Harvard大學(xué)心理學(xué)教授Skinner[1]發(fā)表了一部具有影響力的著作《The Behavior of Organisms》,由此創(chuàng)立了Skinner操作條件反射理論[1-2].

        本文基于Skinner的操作條件反射原理提出了“基于操作條件反射的優(yōu)先級(jí)控制自主學(xué)習(xí)型智能系統(tǒng)”所應(yīng)有的結(jié)構(gòu),并對(duì)其工作過程進(jìn)行了一定的分析。

        1 基于操作條件反射的優(yōu)先級(jí)控制自主學(xué)習(xí)型智能系統(tǒng)構(gòu)成

        該系統(tǒng)認(rèn)為在智能系統(tǒng)中,一些活動(dòng)的本質(zhì)都應(yīng)該基于最基本的“思維活動(dòng)映射”(以下簡(jiǎn)稱“映射”),繁多的基本映射活動(dòng)相互關(guān)聯(lián)構(gòu)成了生物多種多樣的行為。映射分為兩種類,即固化映射、自由映射。

        自由映射:受固化映射的約束,基于傳感器信息所形成的具有可執(zhí)行性的規(guī)則。由系統(tǒng)自動(dòng)生成又作用與系統(tǒng)本身。

        固化映射:預(yù)置在系統(tǒng)中的特殊映射。是智能系統(tǒng)中最關(guān)鍵最基本的映射,分為以下5種基礎(chǔ)映射:

        (1)形成映射:當(dāng)各種傳感器從外界獲得信息后,該映射負(fù)責(zé)從紛繁的信息中提煉出適當(dāng)?shù)囊蚬纬筛鞣N自由映射。

        (2)聯(lián)想映射:自由映射形成之后,系統(tǒng)自動(dòng)搜索相似映射,相似的映射優(yōu)先級(jí)得到提高,反之啟動(dòng)好奇映射。

        (3)好奇映射:探索未知事物形成新映射。

        (4)遺忘映射:用于整理與規(guī)范系統(tǒng)中的映射。當(dāng)系統(tǒng)中新的映射形成之后,受到該映射的監(jiān)督,當(dāng)超過一段時(shí)間之后,該映射將清除掉優(yōu)先級(jí)低于某些值的映射。

        (5)自保映射:當(dāng)機(jī)體受到傷害或預(yù)判到機(jī)體即將受到傷害時(shí)候,引導(dǎo)機(jī)體避免傷害。

        2 控制系統(tǒng)中映射的控制優(yōu)先級(jí)

        基于操作條件反射的優(yōu)先級(jí)控制自主學(xué)習(xí)型智能系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵在于優(yōu)先級(jí)控制系統(tǒng)可靠工作。

        整個(gè)優(yōu)先級(jí)控制自主學(xué)習(xí)型智能系統(tǒng)系統(tǒng)中,存在于系統(tǒng)中的映射被分成三個(gè)優(yōu)先級(jí)。

        第一優(yōu)先級(jí)的固化映射:這其中有生成映射、聯(lián)想映射、遺忘映射這三種基本映射,這三種基礎(chǔ)固化映射是預(yù)置在整個(gè)智能系統(tǒng)中的。是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ),不能被消除,不受到任何映射的抑制。

        固定優(yōu)先級(jí)的固化映射:這其中有自保映射、好奇映射這兩種基礎(chǔ)固化映射,這兩種先天性的固化映射雖然也是整個(gè)智能系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ),而且如同第一優(yōu)先級(jí)固化映射一樣不能被消除,但是會(huì)受到某些高優(yōu)先級(jí)映射的抑制。

        優(yōu)先級(jí)可變化的自由映射:這些就是系統(tǒng)在作為基礎(chǔ)的固化映射的約束下基于系統(tǒng)傳感器所采集的信息所形成的自有映射,每當(dāng)聯(lián)想映射比對(duì)新舊映射的時(shí)候,兩映射相同則已存在的映射優(yōu)先級(jí)得到相應(yīng)提升,反之則啟動(dòng)好奇映射形成一條新的映射映射填補(bǔ)空白。當(dāng)某些自由映射的優(yōu)先級(jí)提升到一定高度的時(shí)候,就能夠抑制固定優(yōu)先級(jí)的固化映射。當(dāng)然在自由映射之間高優(yōu)先級(jí)的自由映射同樣會(huì)抑制低優(yōu)先級(jí)的自由映射。

        這就是為什么人們通過適應(yīng)性鍛煉能夠克制恐懼卻永遠(yuǎn)不能消除恐懼的原因。

        3 系統(tǒng)工作流程

        當(dāng)傳感器感知到的外界信息進(jìn)入到智能系統(tǒng),這些信息在生成映射的作用下成為具有執(zhí)行能力的映射。

        新生成的映射會(huì)受到聯(lián)想規(guī)則的檢查,若相似映射已存在,則已存在映射優(yōu)先級(jí)增加,相應(yīng)映射被執(zhí)行。

        若不存在相似映射,系統(tǒng)好奇映射被啟動(dòng)。好奇映射將引導(dǎo)動(dòng)作系統(tǒng)針對(duì)性的對(duì)位置事物進(jìn)行探索,傳感器接收到大量的有針對(duì)性的信息。這些信息將被好奇映射用來豐富新形成的自由映射。

        遺忘映射是智能系統(tǒng)中比較重要的一環(huán),他負(fù)責(zé)將一段時(shí)間之后,優(yōu)先級(jí)等級(jí)低于某些值的映射清除掉。這樣處理能夠簡(jiǎn)化智能系統(tǒng)的映射控制邏輯和存儲(chǔ)空間,加快系統(tǒng)的運(yùn)行速度。

        4 結(jié)語

        作為一門新興學(xué)科,仿生學(xué)擁有著廣闊的發(fā)展前景。本文基于仿生學(xué)原理提出了一種可能被實(shí)現(xiàn)的自主學(xué)習(xí)式智能系統(tǒng),羅列出了他所應(yīng)具有的邏輯結(jié)構(gòu)并對(duì)他的工作過程進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。相信這種智能系統(tǒng)的出現(xiàn)會(huì)對(duì)人工智能的發(fā)展產(chǎn)生極大的促進(jìn)作用,并使人類能夠更加清醒的認(rèn)識(shí)自身,認(rèn)識(shí)我們的世界,進(jìn)而為改善我們?nèi)祟惻c人類、人類與自然之間的關(guān)系作出突出貢獻(xiàn)。

        參考文獻(xiàn)

        [1] SKINNER B F.The behavior of organisms[M].New York: Appleton-Century-Crofts,1938: 110-150.

        [2] SKINNER B F.Two types of conditioned reflex and a pseudo type[J].Journal of General Psychology,1935,12(1):66-77.

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