模式識別技術(shù)就是通過計算機用數(shù)學(xué)方法來研究模式的自動處理和判讀。21世紀是智能化、信息化、計算化、網(wǎng)絡(luò)化的時代,在這個以數(shù)字計算為特征的時代,作為人工智能技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)科的模式識別技術(shù),必將獲得巨大的發(fā)展空間。
人們在觀察事物或現(xiàn)象時,常常要把各個相似但又不完全相同的事物或現(xiàn)象歸為一類。例如,一個數(shù)字有不同的寫法,對人類來說,某一種寫法雖然沒有見過,但大腦卻能自動將這個字識別出來。這種模式識別行為雖然已司空見慣,但它是人類最重要的智能行為。機器模式識別的能力在很大程度上反映了其智能化的程度,是人工智能的核心之一。
中國科學(xué)院院士譚鐵牛認為,在過去的幾十年中,機器的模式識別技術(shù)取得了長足發(fā)展,在特定領(lǐng)域得到了成功的應(yīng)用,現(xiàn)有模式識別技術(shù)與生物系統(tǒng)相比依舊存在明顯不足。一些面向特定任務(wù)的模式識別已取得突破性進展,有的性能甚至可與人類媲美,通用模式識別系統(tǒng)仍然任重道遠。機器模式識別的瓶頸主要集中在魯棒性差、自適應(yīng)性差、可泛化性差3個方面。
這些瓶頸的突破口還要到自然界中去尋找。向生物學(xué)習(xí),開展生物啟發(fā)的模式識別,有望實現(xiàn)模式識別理論與方法的新突破,達到對不同任務(wù)無縫切換、對環(huán)境自主適應(yīng)等目標(biāo)。這種生物啟發(fā)的模式識別,就是要向生物模式識別系統(tǒng)學(xué)習(xí),充分借鑒腦科學(xué)、認知科學(xué)乃至心理學(xué)的先進成果,突破現(xiàn)有理論與方法的局限性,實現(xiàn)模式識別理論與方法的創(chuàng)新。
例如,人類能夠?qū)⒛撤N知識或者技能遷移到另一種相似的領(lǐng)域中。這種遷移學(xué)習(xí)的能力受到了模式識別領(lǐng)域研究者的關(guān)注,他們試圖模仿生物從熟悉領(lǐng)域到陌生領(lǐng)域的學(xué)習(xí)方法,構(gòu)建跨領(lǐng)域、跨模態(tài)遷移學(xué)習(xí)的模型,充分利用大量舊的已標(biāo)注樣本和當(dāng)前少量標(biāo)記數(shù)據(jù)訓(xùn)練新模型,解決新問題。
總之,模式識別是智能化時代的關(guān)鍵技術(shù)。向生物系統(tǒng)學(xué)習(xí),開展生物啟發(fā)的模式識別研究,具有十分廣闊的創(chuàng)新空間與發(fā)展前景。