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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(jì)的神經(jīng)元,它們相互連接,形成了一個(gè)無比復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)我們看到、聽到、思考
或者行動(dòng)時(shí),神經(jīng)元之間就會(huì)傳遞電信號(hào)和化學(xué)信號(hào),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(gè)由人工神經(jīng)元組成的計(jì)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(gè)神經(jīng)元就像是大腦中的一個(gè)神經(jīng)細(xì)胞,它接收多個(gè)輸
入信號(hào),這些輸入信號(hào)類似于大腦神經(jīng)元接收的來自其他神經(jīng)元的信號(hào)。然后,神經(jīng)元對(duì)這些輸入信
號(hào)進(jìn)行加權(quán)求和,并通過一個(gè)激活函數(shù)來決定是否 “激活”,也就是是否產(chǎn)生輸出信號(hào)。這個(gè)激活函
數(shù)就像是大腦神經(jīng)元中的某種機(jī)制,決定了神經(jīng)元在接收到信號(hào)后是否做出反應(yīng)。如果激活函數(shù)的輸
出超過某個(gè)閾值,神經(jīng)元就會(huì)被激活,產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào),這個(gè)輸出信號(hào)又會(huì)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(dòng)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(duì)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(cè)或決策,比如圖像識(shí)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(huì)有如
今深度學(xué)習(xí)在各個(gè)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(jì)算方式,使得計(jì)算機(jī)能
夠自動(dòng)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(jí)的特征,從而提高模型的性能和泛
化能力。例如,在圖像識(shí)別領(lǐng)域,簡(jiǎn)單的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可能只能識(shí)別一些簡(jiǎn)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(shí)現(xiàn)對(duì)各種物體的準(zhǔn)確識(shí)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(dòng)科技進(jìn)步核心力量的蛻變。下面,讓我們一同穿越時(shí)空,探尋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)
展的關(guān)鍵階段。

 

2.1 啟蒙時(shí)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(yùn)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(gè)輸入信號(hào),這些輸入信號(hào)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(gè)閾值時(shí),神經(jīng)元就會(huì)被激活并產(chǎn)生輸出。M-P 模型雖然簡(jiǎn)單,但
它為后續(xù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ),就像是為黑暗中的探索者點(diǎn)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(qiáng)度(即權(quán)
重)的變化規(guī)律。Hebb 認(rèn)為,當(dāng)兩個(gè)神經(jīng)元同時(shí)被激活的次數(shù)越多,它們之間的連接強(qiáng)度就會(huì)越強(qiáng)
,簡(jiǎn)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(gè)簡(jiǎn)單
的圖像識(shí)別任務(wù)中,當(dāng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)多次接收到貓的圖像時(shí),與識(shí)別貓相關(guān)的神經(jīng)元之間的連接權(quán)重就會(huì)
逐漸增強(qiáng),從而使得神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠更好地識(shí)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(gè)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。