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人工智能基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)的技術(shù)演進(jìn):從基礎(chǔ)模型到多領(lǐng)域應(yīng)用的系統(tǒng)解析 PDF 下載
匿名網(wǎng)友發(fā)布于:2025-10-19 14:20:04
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人工智能基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與深度學(xué)習(xí)的技術(shù)演進(jìn):從基礎(chǔ)模型到多領(lǐng)域應(yīng)用的系統(tǒng)解析 PDF 下載 圖1

 

 

資料內(nèi)容:

 

1. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò):AI 世界的基石

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),作為人工智能領(lǐng)域的核心概念,其靈感來源于人類大腦的神經(jīng)元結(jié)構(gòu) 。想象一下,人類大
腦中有數(shù)以百億計的神經(jīng)元,它們相互連接,形成了一個無比復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)我們看到、聽到、思考
或者行動時,神經(jīng)元之間就會傳遞電信號和化學(xué)信號,進(jìn)行信息的處理和傳遞。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)便是模仿了
這一過程,構(gòu)建出一個由人工神經(jīng)元組成的計算模型。
在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,基本的組成單元是神經(jīng)元。每個神經(jīng)元就像是大腦中的一個神經(jīng)細(xì)胞,它接收多個輸
入信號,這些輸入信號類似于大腦神經(jīng)元接收的來自其他神經(jīng)元的信號。然后,神經(jīng)元對這些輸入信
號進(jìn)行加權(quán)求和,并通過一個激活函數(shù)來決定是否 “激活”,也就是是否產(chǎn)生輸出信號。這個激活函
數(shù)就像是大腦神經(jīng)元中的某種機制,決定了神經(jīng)元在接收到信號后是否做出反應(yīng)。如果激活函數(shù)的輸
出超過某個閾值,神經(jīng)元就會被激活,產(chǎn)生一個輸出信號,這個輸出信號又會作為其他神經(jīng)元的輸入
,如此循環(huán),形成了信息在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的流動和處理。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)通常包含輸入層、隱藏層和輸出層 。輸入層就像是我們的感官,負(fù)責(zé)接收外部的數(shù)據(jù)
,比如圖像的像素值、文本的單詞等。隱藏層則是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的 “大腦”,負(fù)責(zé)對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜

的處理和特征提取,它可以有一層或多層,每一層中的神經(jīng)元通過不同的權(quán)重連接到下一層的神經(jīng)元
。輸出層則根據(jù)隱藏層處理后的結(jié)果,給出最終的預(yù)測或決策,比如圖像識別任務(wù)中的圖像類別、自
然語言處理任務(wù)中的文本分類結(jié)果等。
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是深度學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),就如同地基是高樓大廈的基礎(chǔ)一樣 。沒有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,就不會有如
今深度學(xué)習(xí)在各個領(lǐng)域的輝煌成就。它為深度學(xué)習(xí)提供了基本的模型架構(gòu)和計算方式,使得計算機能
夠自動地從大量的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)到復(fù)雜的模式和特征。在深度學(xué)習(xí)中,我們通過構(gòu)建更深層次的神經(jīng)網(wǎng)
絡(luò),也就是增加隱藏層的數(shù)量,讓模型能夠?qū)W習(xí)到更抽象、更高級的特征,從而提高模型的性能和泛
化能力。例如,在圖像識別領(lǐng)域,簡單的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可能只能識別一些簡單的形狀和顏色,而深度學(xué)習(xí)
中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN),通過多層的卷積層和池化層,可以學(xué)習(xí)到圖像中更復(fù)雜的特征,如物體
的輪廓、紋理等,從而實現(xiàn)對各種物體的準(zhǔn)確識別。

 

2. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程
神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程宛如一部跌宕起伏的史詩,充滿了無數(shù)科研人員的智慧與探索,它見證了從最初
的理論萌芽到如今成為推動科技進(jìn)步核心力量的蛻變。下面,讓我們一同穿越時空,探尋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)
展的關(guān)鍵階段。

 

2.1 啟蒙時代的曙光
20 世紀(jì) 40 年代,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究邁出了開創(chuàng)性的一步。1943 年,心理學(xué)家 Warren McCulloch 和數(shù)
學(xué)家 Walter Pitts 提出了 M-P 模型 。這一模型模仿生物神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和功能,通過邏輯運算來模擬神
經(jīng)元的激活過程。在 M-P 模型中,神經(jīng)元接收多個輸入信號,這些輸入信號被賦予不同的權(quán)重,然后
進(jìn)行加權(quán)求和,當(dāng)求和結(jié)果超過某個閾值時,神經(jīng)元就會被激活并產(chǎn)生輸出。M-P 模型雖然簡單,但
它為后續(xù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究奠定了堅實的理論基礎(chǔ),就像是為黑暗中的探索者點亮了第一盞明燈。
1949 年,心理學(xué)家 Donald Hebb 提出了 Hebb 學(xué)習(xí)規(guī)則 。該規(guī)則描述了神經(jīng)元之間連接強度(即權(quán)
重)的變化規(guī)律。Hebb 認(rèn)為,當(dāng)兩個神經(jīng)元同時被激活的次數(shù)越多,它們之間的連接強度就會越強
,簡單來說就是 “一起放電,一起連接”。這一規(guī)則為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法提供了重要的啟示,讓人
們開始思考如何通過調(diào)整神經(jīng)元之間的連接權(quán)重來使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)到有用的信息。例如,在一個簡單
的圖像識別任務(wù)中,當(dāng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多次接收到貓的圖像時,與識別貓相關(guān)的神經(jīng)元之間的連接權(quán)重就會
逐漸增強,從而使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠更好地識別貓的圖像。Hebb 學(xué)習(xí)規(guī)則的提出,為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展
注入了新的活力,使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不再是一個靜態(tài)的模型,而是具有了學(xué)習(xí)和適應(yīng)環(huán)境的能力。