神经元与大脑

神经网络背景知识

起源:尝试使用算法模拟人脑

历史:神经网络逐渐兴起于二十世纪八九十年代,应用得非常广泛。但由于各种原因,在90年代的后期应用减少了。最近,神经网络又东山再起了。其中一个原因是:神经网络是计算量有些偏大的算法,近些年计算机的运行速度变快,才足以真正运行起大规模的神经网络。

生物学实验:把耳朵到听觉皮层的神经切断,将眼睛到视神经的信号传到听觉皮层。如果你对动物这样做,那么动物就可以完成视觉辨别任务,它们可以看图像,并根据图像做出适当的决定。

大脑处理生物信号的一些例子:

  1. 用舌头学会“看”。它的原理是,你在前额上带一个灰度摄像头,面朝前,它就能获取你面前事物的低分辨率的灰度图像。你连一根线到舌头上安装的电极阵列上,那么每个像素都被映射到你舌头的某个位置上,可能电压值高的点对应暗像素,电压值低的点对应于亮像素。使用这种系统就能让你我在几十分钟里就学会用我们的舌头“看”东西。
  2. 人体回声定位或者说人体声纳。 YouTube上有一个令人称奇的孩子,他因为癌症眼球惨遭移除,但是通过打响指,他可以四处走动而不撞到任何东西,他能滑滑板,他可以将篮球投入篮框中。注意这是一个没有眼球的孩子。
  3. 触觉皮带。如果你把它戴在腰上,蜂鸣器会响,而且总是朝向北时发出嗡嗡声。它可以使人拥有方向感,用类似于鸟类感知方向的方式。
  4. 青蛙的第三只眼。如果你在青蛙身上插入第三只眼,青蛙也能学会使用那只眼睛。

从某种意义上来说,如果我们能找出大脑的学习算法,然后在计算机上执 行大脑学习算法或与之相似的算法,也许这将是我们向人工智能迈进做出的最好的尝试。人工智能的梦想就是:有一天能制造出真正的智能机器。

这节课中讲授的神经网络,主要是对于现代机器学习应用。它是最有效的技术方法。