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胖墩er猫

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(以下描述,均不是学术用语,仅供大家快乐的阅读) 工蜂群算法(Artificial Bee Colony Algorithm,ABC)是一种模仿蜜蜂采蜜机理而产生的群智能优化算法。其原理相对复杂,但实现较为简单,在许多领域中都有研究和应用。 人工蜂群算法中,每一个蜜源的位置代表了待求问题的一个可行解。蜂群分为采蜜蜂、观察蜂和侦查蜂。采蜜蜂与蜜源对应,一个采蜜蜂对应一个蜜源。观察蜂则会根据采蜜蜂分享的蜜源相关信息选择跟随哪个采蜜蜂去相应的蜜源,同时该观察蜂将转变为侦查蜂。侦查蜂则自由的搜索新的蜜源。每一个蜜源都有开采的限制次数,当一个蜜源被采蜜多次而达到开采限制次数时,在该蜜源采蜜的采蜜蜂将转变为侦查蜂。每个侦查蜂将随机寻找一个新蜜源进行开采,并转变成为采蜜蜂。下面是我的实现方式(我的答案): 1. 三种蜜蜂之间可以相互转化。 采蜜蜂->观察蜂:有观察蜂在采蜜过程中发现了比当前采蜜蜂更好的蜜源,则采蜜蜂放弃当前蜜源转而变成观察蜂跟随优质蜜源,同时该观察蜂转变为采蜜蜂。 采蜜蜂->观察蜂:当该采蜜蜂所发现的蜜源被开采完后,它会转变为观察蜂去跟随其他采蜜蜂。 采蜜蜂->侦查蜂:当所有的采蜜蜂发现的蜜源都被开采完后,采蜜蜂将会变为侦查蜂,观察蜂也会变成侦查蜂,因为大家都无蜜可采。 侦查蜂->采蜜蜂、观察蜂:侦查蜂随机搜索蜜源,选择较好的数个蜜源位置的蜜蜂为采蜜蜂,其他蜜蜂为观察蜂。 2.蜜源的数量上限 蜜源的数量上限等于采蜜蜂的数量上限。初始化时所有蜜蜂都是侦查蜂,在这些侦查蜂所搜索到的蜜源中选出数个较优的蜜源,发现这些蜜源的侦查蜂变为采蜜蜂,其他蜜蜂变为观察蜂。直到所有的蜜源都被开采完之前,蜜源的数量不会增加,因为这个过程中没有产生侦查蜂。所有的蜜源都被开采完后,所有的蜜蜂再次全部转化为侦查蜂,新的一轮蜜源搜索开始。也可以在一个蜜源开采完时马上产生一个新的蜜源补充,保证在整个开采过程中蜜源数量恒定不变。 蜜源的开采实际上就是观察蜂跟随采蜜蜂飞向蜜源的过程。得到的下一代的位置公式如下: 表示第i只观察蜂在第t代时随机选择第r只采蜜蜂飞行一段距离,其中R为(-1,1)的随机数。 一只观察蜂在一次迭代过程中只能选择一只采蜜蜂跟随,它需要从众多的采蜜蜂中选择一只来进行跟随。观察蜂选择的策略很简单,随机跟随一只采蜜蜂,该采蜜蜂发现的蜜源越优,则选择它的概率越大。 是不是很像轮盘赌,对,这就是轮盘赌,同时我们也可以稍作修改,比如将勤劳的小蜜蜂改为懒惰的小蜜蜂,小蜜蜂会根据蜜源的优劣和距离以及开采程度等因素综合来选择跟随哪只采蜜蜂(虽然影响不大,但聊胜于无)。 忘记了轮盘赌的小伙伴可以看一下 优化算法笔记(六)遗传算法 。 下面是我的人工蜂群算法流程图又到了实验环节,参数实验较多,全部给出将会占用太多篇幅,仅将结果进行汇总展示。 实验1:参数如下 上图分别为采蜜蜂上限为10%总数和50%总数的情况,可以看出当采蜜蜂上限为10%总群数时,种群收敛的速度较快,但是到最后有一个点死活不动,这是因为该点作为一个蜜源,但由于适应度值太差,使用轮盘赌被选择到的概率太小从而没有得到更佳的蜜源位置,而因未开采完,采蜜蜂又不能放弃该蜜源。 看了看采蜜蜂上限为50%总群数时的图,发现也有几个点不动的状态,可以看出,这时不动的点的数量明显多于上限为10%总数的图,原因很简单,采蜜蜂太多,“先富”的人太多,而“后富”的人较少,没有带动“后富者”的“先富者”也得不到发展。 看看结果 嗯,感觉结果并没有什么差别,可能由于问题较简单,迭代次数较少,无法体现出采蜜蜂数对于结果的影响,也可能由于蜜源的搜索次数为60较大,总群一共只能对最多20*50/60=16个蜜源进行搜索。我们将最大迭代次数调大至200代再看看结果 当最大迭代次数为200时,人工蜂群算法的结果如上图,我们可以明显的看出,随着采蜜蜂上限的上升,算法结果的精度在不断的下降,这也印证了之前的结果,由于蜜源搜索次数较大(即搜索深度较深)采蜜蜂数量越多(搜索广度越多),结果的精度越低。不过影响也不算太大,下面我们再来看看蜜源最大开采次数对结果的影响。 实验2:参数如下 上图分别是蜜源开采限度为1,20和4000的实验。 当蜜源开采上限为1时,即一个蜜源只能被开采一次,即此时的人工蜂群算法只有侦查蜂随机搜索的过程,没有观察蜂跟随采蜜蜂的过程,可以看出图中的蜜蜂一直在不断的随机出现在新位置不会向某个点收敛。 当蜜源开采上限为20时,我们可以看到此时种群中的蜜蜂都会向一个点飞行。在一段时间内,有数个点一动不动,这些点可能就是采蜜蜂发现的位置不怎么好的蜜源,但是在几次迭代之后,它们仍会被观察蜂开采,从而更新位置,蜜源开采上限越高,它们停顿的代数也会越长。在所有蜜蜂都收敛于一个点之后,我们可以看到仍会不断的出现其他的随机点,这些点是侦查蜂进行随机搜索产生的新的蜜源位置,这些是人工蜂群算法跳出局部最优能力的体现。 当蜜源开采上限为4000时,即不会出现侦查蜂的搜索过程,观察蜂只会开采初始化时出现的蜜源而不会采蜜蜂不会有新的蜜源产生,可以看出在蜂群收敛后没有出现新的蜜源位置。 看看最终结果,我们发现,当蜜源开采上线大于1时的结果提升,但是好像开采上限为5时结果明显好于开采次数上限为其他的结果,而且随着开采次数不断上升,结果在不断的变差。为什么会出现这样的结果呢?原因可能还是因为问题较为简单,在5次开采的限度内,观察蜂已经能找到更好的蜜源进行开采,当问题较为复杂时,我们无法知晓开采发现新蜜源的难度,蜜源开采上限应该取一个相对较大的值。当蜜源开采限度为4000时,即一个蜜源不可能被开采完(开采次数为20(种群数)*200(迭代次数)),搜索的深度有了但是其结果反而不如开采限度为几次几十次来的好,而且这样不会有侦查蜂随机搜索的过程,失去了跳出局部最优的能力。 我们应该如何选择蜜源的最大开采次数限制呢?其实,没有最佳的开采次数限制,当适应度函数较为简单时,开采次数较小时能得到比较好的结果,但是适应度函数较复杂时,经过试验,得出的结果远差于开采次数较大时。当然,前面就说过,适应度函数是一个黑盒模型,我们无法判断问题的难易。那么我们应该选择一个适中的值,个人的选择是种群数的倍到总群数的2倍作为蜜源的最大开采次数,这样可以保证极端情况下,1-2个迭代周期内小蜜蜂们能将一个蜜源开采完。 人工蜂群算法算是一个困扰我比较长时间的算法,几年时间里,我根据文献实现的人工蜂群算法都有数十种,只能说人工蜂群算法的描述太过模糊,或者说太过抽象,研究者怎么实现都说的通。但是通过实现多次之后发现虽然实现细节大不相同,但效果相差不多,所以我们可以认为人工蜂群算法的稳定性比较强,只要实现其主要思想即可,细节对于结果的影响不太大。 对于人工蜂群算法影响最大的因素还是蜜源的开采次数限制,开采次数限制越大,对同一蜜源的开发力度越大,但是分配给其他蜜源的搜索力度会相对减少,也会降低蜂群算法的跳出局部最优能力。可以动态修改蜜源的开采次数限制来实现对算法的改进,不过效果不显著。 其次对于人工蜂群算法影响是三类蜜蜂的搜索行为,我们可以重新设计蜂群的搜索方式来对算法进行改进,比如采蜜蜂在开采蜜源时是随机飞向其他蜜源,而观察蜂向所选的蜜源靠近。这样改进有一定效果但是在高维问题上效果仍不明显。 以下指标纯属个人yy,仅供参考 目录 上一篇 优化算法笔记(七)差分进化算法 下一篇 优化算法笔记(九)杜鹃搜索算法 优化算法matlab实现(八)人工蜂群算法matlab实现

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带嘴过日子

人工蜂群算法(Artificial Bee Colony Algorithm, 简称ABC算法)是一个由蜂群行为启发的算法,在2005年由Karaboga小组为优化代数问题而提出。

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紫茎泽蓝2011

人工智能是20世纪计算机科学发展的重大成就,在许多领域有着广泛的应用。以下是我整理的人工智能的毕业论文范文的相关资料,欢迎阅读!

摘要:人工智能是20世纪计算机科学发展的重大成就,在许多领域有着广泛的应用。论述了人工智能的定义,分析了目前在管理、教育、工程、技术、等领域的应用,总结了人工智能研究现状,分析了其发展方向。

关键词:人工智能;计算机科学;发展方向

中图分类号:TP18

文献标识码:A

文章编号:1672-8198(2009)13-0248-02

1人工智能的定义

人工智能(Artificial Intelligence,AI),是一门综合了计算机科学、生理学、哲学的交叉学科。“人工智能”一词最初是在1956年美国计算机协会组织的达特莫斯(Dartmouth)学会上提出的。自那以后,研究者们发展了众多理论和原理,人工智能的概念也随之扩展。由于智能概念的不确定,人工智能的概念一直没有一个统一的标准。著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义“人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”而美国麻省理工学院的温斯顿教授认为“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”童天湘在《从“人机大战”到人机共生》中这样定义人工智能:“虽然现在的机器不能思维也没有“直觉的方程式”,但可以把人处理问题的方式编入智能程序,是不能思维的机器也有智能,使机器能做那些需要人的智能才能做的事,也就是人工智能。”诸如此类的定义基本都反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律,构造具有一定智能的人工系统,研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作,也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。

2人工智能的应用领域

人工智能在管理及教学系统中的应用

人工智能在企业管理中的应用。刘玉然在《谈谈人工智能在企业管理中的应用》一文中提到把人工智能应用于企业管理中,认为要做的工作就是搞清楚人的智能和人工智能的关系,了解人工智能的外延和内涵,搭建人工智能的应用平台,搞好企业智能化软件的开发工作,这样,人工智能就能在企业决策中起到关键的作用。

人工智能在智能教学系统中的应用。焦加麟,徐良贤,戴克昌(2003)在总结国际上相关研究成果的基础上,结合其在开发智能多媒体汉德语言教学系统《二十一世纪汉语》的过程中累积的实践经验,介绍了智能教学系统的历史、结构和主要技术,着重讨论了人工智能技术与方法在其中的应用,并指出了当今这个领域上存在的一些问题。

人工智能专家系统在工程领域的应用

人工智能专家系统在医学中的应用。国外最早将人工智能应用于医疗诊断的是MYCIN专家系统。1982年,美国Pittsburgh大学Miller发表了著名的作为内科医生咨询的Internist 2I内科计算机辅助诊断系统的研究成果,1977年改进为Internist 2Ⅱ,经过改进后成为现在的CAU-CEUS,1991年美国哈佛医学院Barnett等开发的DEX-PLAIN,包含有2200种疾病和8000种症状。我国研制基于人工智能的专家系统始于上世纪70年代末,但是发展很快。早期的有北京中医学院研制成“关幼波肝炎医疗专家系统”,它是模拟著名老中医关幼波大夫对肝病诊治的程序。上世纪80年代初,福建中医学院与福建计算机中心研制的林如高骨伤计算机诊疗系统。其他如厦门大学、重庆大学、河南医科大学、长春大学等高等院校和其他研究机构开发了基于人工智能的医学计算机专家系统,并成功应用于临床。

人工智能在矿业中的应用。与矿业有关的第一个人工智能专家系统是1978年美国斯坦福国际研究所的矿藏勘探和评价专家系统PROSPECTOR,用于勘探评价、区域资源估值和钻井井位选择等。20世纪80年代以来,美国矿山局匹兹堡研究中心与其它单位合作开发了预防煤矿巷道底臌、瓦斯治理和煤尘控制的专家系统;弗尼吉亚理工学院及州立大学研制了模拟连续开采过程中开采、装载、运输、顶板锚固和设备检查专家系统Consim;阿拉斯加大学编写了地下煤矿采矿方法选择专家系统。

人工智能在技术研究中的应用

人工智能在超声无损检测中的应用。在超声无损检测(NDT)与无损评价(NDE)领域中,目前主要广泛采用专家系统方法对超声损伤(UT)中缺陷的性质,形状和大小进行判断和归类;专家在传统超声无损检测与智能超声无损检测之间架起了一座桥梁,它能把一般的探伤人员变成技术熟练。经验丰富的专家。所以在实际应用中这种智能超声无损检测有很大的价值。

人工智能在电子技术方面的应用。沈显庆认为可以把人工智能和仿真技术相结合,以单片机硬件电路为专家系统的知识来源,建立单片机硬件配置专家系统,进行故障诊断,以提高纠错能力。人工智能技术也被引入到了计算机网络领域,计算机网络安全管理的常用技术是防火墙技术,而防火墙的核心部分就是入侵检测技术。随着网络的迅速发展,各种入侵手段也在层出不穷,单凭传统的防范手段已远远不能满足现实的需要,把人工智能技术应用到网络安全管理领域,大大提高了它的安全性。马秀荣等在《简述人工智能技术在网络安全管理中的应用》一文中具体介绍了如何把人工智能技术应用于计算机网络安全管理中,起到了很好的安全防范作用。

3人工智能的发展方向

人工智能的发展现状

国外发展现状。目前,AI技术在美国、欧洲和日本发展很快。在AI技术领域十分活跃的IBM公司。已经为加州劳伦斯・利佛摩尔国家实验室制造了号称具有人脑的千分之一的智力能力的“ASCII White”电脑,而且正在开发的更为强大的新超级电脑――“蓝色牛仔(blue jean)”,据其研究主任保罗・霍恩称,预计“蓝色牛仔”的智力水平将大致与人脑相当。麻省理工学院的AI实验室进行一个的代号为cog的项目。cog计划意图赋予机器人以人类的行为,该实验的一个项目是让机器人捕捉眼睛的移动和面部表情,另一个项目是让机器人抓住从它眼前经过的东西,还有一个项目则是让机器人学会聆听音乐的节奏并将其在鼓上演奏出来。由于人工智能有着广大的发展前景,巨大的发展市场被各国和各公司所看好。除了IBM等公司继续在AI技术上大量投入,以保证其领先地位外,其他公司在人工智能的分支研究方面,也保持着一定的投入比例。微软公司总裁比尔・盖茨在美国华盛顿召开的AI(人工智能)国际会议上进行了主题演讲,称微软研究院目前正致力于AI的基础技术与应用技术的研究,其对象包括自我决定、表达知识与信息、信息检索、机械学习、数据采集、自然语言、语音笔迹识别等。

我国人工智能的研究现状。很长一段时间以来,机械

和自动控制专家们都把研制具有人的行为特征的类人性机器人作为奋斗目标。中国国际科技大学在国家863计划和自然科学基金支持下,一直从事两足步行机器人、类人性机器人的研究开发,在1990年成功研制出我国第一台两足步行机器人的基础上,经过科研10年攻关,于2000年11月,又成功研制成我国第一台类人性机器人。它有人一样的身躯、四肢、头颈、眼睛,并具备了一定的语言功能。它的行走频率从过去的每六秒一步,加快到每秒两步;从只能平静地静态不行,到能快速自如的动态步行;从只能在已知的环境中步行,到可在小偏差、不确定环境中行走,取得了机器人神经网络系统、生理视觉系统、双手协调系统、手指控制系统等多项重大研究成果。

人工智能发展方向

在信息检索中的应用。人工智能在网络信息检索中的应用,主要表现在:①如何利用计算机软硬件系统模仿、延伸与扩展人类智能的理论、方法和技术,包括机器感知、机器思维、机器行为,即知识获取、知识处理、知识利用的过程。②由于网络知识信息既包括规律性的知识,如一般原理概念,也包括大量的经验知识,这些知识不可避免地带有模糊性、随机性、不可靠性等不确定性因素,对其进行推理,需要利用人工智能的研究成果。

基于专家系统的入侵检测方法。入侵检测中的专家系统是网络安全专家对可疑行为的分析后得到的一套推理规则。一个基于规则的专家系统能够在专家的指导下,随着经验的积累而利用自学习能力进行规则的扩充和修正,专家系统对历史记录的依赖性相对于统计方法较小,因此适应性较强,可以较灵活地适应广普的安全策略和检测要求。这是人工智能发展的一个主要方向。

人工智能在机器人中的应用。机器人足球系统是目前进行人工智能体系统研究的热点,其即高科技和娱乐性于一体的特点吸引了国内外大批学者的兴趣。决策系统主要解决机器人足球比赛过程中机器人之间的协作和机器人运动规划问题,在机器人足球系统设计中需要将人工智能中的决策树、神经网络、遗传学的等算法综合运用,随着人工智能理论的进一步发展,将使机器人足球有长足的发展。

4结语

由上述的讨论我们可以看到,目前人工智能的应用领域相当广泛。无论是学术界还是应用领域对人工智能都高度重视。人工智能良好的发展和应用前景,要求我们必须加大研究和投入力度,以使人工智能的发展能为人类服务。

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