Page 83 - 高中 信息技术 选择性必修4 人工智能初步
P. 83
3.5 人工神经网络
3.5 人工神经网络
机器学习是计算机科学的一个分支，它会从数据中自主学习规律，并生成算法。而深
度学习是机器学习的一个分支，是数据科学里最热门的研究课题之一，已经在图像识别、自
然语言处理、机器人等领域取得了重要成果。比如自动驾驶、游戏人工智能、字迹识别等。
深度学习受到人脑运作机制的启发，其核心算法是人工神经网络。
广东教育出版社
探究活动
思 考
人类识别手写数字的过程是怎样的？与人类相比，计算机应如何识别手写数字？
人类视觉系统是大自然的一大奇迹。观察如图3-12所示的手写数字序列。
图3-12 手写数字“504192”
大部分人能够毫不费力地识别出这些数字是504192，然而这种简单性只是我们人类的
“想当然”。在我们大脑里，有一个主要的视觉皮层V1，它包含1.4亿个神经元以及数百
亿的神经元连接。而且人类除了有V1，还有一系列的视觉皮层——V2、V3、V4和V5，它
们能够执行更加复杂的图像处理。我们可以将大脑想象成一台超级计算机，经过几千万年
的不断进化，最终形成我们身上的视觉处理系统。我们人类能非常迅速地理解我们眼睛所
看到的一切，而且这一切几乎都是在不知不觉中完成的。
然而，要让计算机识别手写数字，并不是一件容易的事。视觉模式识别的困难在于如
何让计算机程序快速识别上面的数字。我们识别这个形状的简单直觉是——“数字9头上
有一个圆圈，右下角有一笔竖线”。但是如果试图利用程序构造精确的规则，让计算机认
识“9”（如图3-13所示），算法将迅速迷失在大量的例外、警告和特殊案例中，而且似
乎看不到解决的希望。
图3-13 不同的手写数字“9”
75 75
21Y3228.indd 75 2019/10/10 14:24:02
