关键词:神经网络
(5) 新发展阶段. 从神经网络理论的发展史看,它的高潮阶段是很容易度 过的.IJCNN91大会主席Rumelhart意识到这一点,在他的开幕词中有一个观点,神经网络 的发展已到了一个转折的时期,它的范围正在不断扩大,其应用领域几乎包括各个方面.半 个世纪以来,这门学科的理论和技术基础已达到了一定规模,笔者认为,神经网络到了新发 展阶段,需要不断完善和突破,使其技术和应用得到有力的支持.
90年代初,对神经网络的发展产生了很大的影响是诺贝尔奖获得者Edelman提出了Darwini sm模型,其主要3种形式是DarwinismⅠ、Ⅱ、Ⅲ.他建立了一种神经网络系统理论,例如 ,DarwinismⅢ的结构,其组成包括输入阵列、Darwin网络和Nallance网络,并且这两个网 络是并行的,而它们又包含了不同功能的一些子网络.他采用了Hebb权值修正规则,当一定 的运动刺激模式作用后,系统通过进化,学会扫描和跟踪目标.该系统中关于群(group)的 作用,他早在1984年就阐述了,即神经模式的选择阶段是群限制、群选择和群竞争.
1994年廖晓昕[52]对细胞神经网络建立了新的数学理论与基础,得出了一系列结 果.如,耗散性、平衡位置的数目及表示,平衡态的全局稳定性、区域稳定性、周期解的存 在性和吸引性等.使这个领域取得了新的进展,他认为该理论有巨大的潜在应用前景,它还 有待以此为基础来发展系统.
神经网络的光学方法,能充分发挥光学强大的互连能力和并行处理能力,提高神经网络实 现的规模,从而加强网络的自适应功能和学习功能,因此近来引起不少学者重视.Wunsch 在90 OSA年会提出一种Annual Meeting,用光电执行ART,它的主要计算强度由光学硬件完 成,光电ART单元的基本构件为双透镜组光学相关器,并采用光空间调节器完成二值纯相 位滤波和输入图象的二维Fourier变换,它的学习过程有自适应滤波和推理功能,可以把光 学有机组合在其中,具有快速和稳定的学习的特点,网络所需神经元数目大量减少,而且人 为调节参数也减少很多.1995年Jenkins等人[53]研究了光学神经网络(PNN),建立 了光学二维并行互连与电子学混合的光学神经网络系统,实现了光学神经元,它是解决光学 实现相减和取阈问题的新动向.值得重视的是,90年代初,McAulay,Jewel等许多学者致力 于电子俘获材料应用于光学神经网络的研究[54,55],在光存储等方面取得一定成 果,受到人们的关注.最近,阮昊等人采用他们研制的Cas (Eu, Sm)电子浮获材料实现IPA( Interpattern Association)和Hopfield等那些互联权重不变的神经网络模型[56] ,他们认为,采用这种方式还可实现如感知器等那些通过学习来改变互联权重的网络模型 .这些,对光学神经网络的发展起到很大的推动作用.
对于不变性模式识别机制的理解,是对理论家的一大挑战,尤其是对于多目标的旋转不变 分类识别问题的研究,具有广泛的应用前景.最近,申金媛、母国光等人[57]提出 一种新方法,即基于联想存储级联WTA模型的旋转不变识别.当识别多个模式时就可联 想出一个模式,针对该问题,他们采用了全单极形式,对互连权重进行二值化截取,并把联 想存储模型与WTA模型级联起来,从而提高了存储容量和容错性,实现了多目标旋转不变分 类识别.他们选择四大类型飞行器作为仿真模拟,其方法可行和有效.
此外,Haken在1991年出版了一本论著Synergetic and Cognition:A Top-Down Approac h to Neural Nets.他把协同学引入神经网络.正如他认为的,这是研究和设计神 经网络的一种新颖方法.在他的理论框架中,强调整体性,认知过程是自发模式形成的,并 断言:模式识别就是模式形成.他提出了一个猜测:感知发动机模式的形成问题可以绕开模 式识别.他仍在摸索着如何才能使这种方法识别情节性景象和处理多意模式.
值得重视的是,吴佑寿等人[58]提出了一种激励函数可调的神 经网络模型,对神经网络理论的发展有重要意义.可以认为,先验知识不充分利用岂不可惜 ,但问题是先验知识有时不一定抓住了实质,存在一定局限性.因此,在设计激励函数可 调网络(TAF)时要谨慎.他们针对一个典型的模式分类难题,即双螺线问题来讨论TAF网 络的设计、激励函数的推导及其网络训练等,其实验结果表明这种网络方法的有效性和正确 性,尤其对一些可用数学描述的问题.另外,对模式识别中的手写汉字识别问题研究,有重 要的理论和应用价值.郝红卫和戴汝为[59]把统计识别方法与多层感知器网络综合 起来,他们提出了一种网络集成法,对4个不同手写汉字分类器进行集成.这个方法有一定 的推广性,对其它类似问题提供了一个范例.90年代,国内许多学者对Hopfield神经网络的 进一步研究很感兴趣,使它得到了一定的完善和发展.