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第2章人工智能的科學(xué)背景科技改變未來神經(jīng)科學(xué)2.22.12.3語言學(xué)哲學(xué)2.4心理學(xué)2.1.1?神經(jīng)元學(xué)說神經(jīng)元學(xué)說認(rèn)為:神經(jīng)元是功能單元,是大腦和神經(jīng)系統(tǒng)中信息傳遞的基本單位。圖描繪了神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)模型,包括樹突、胞體、軸突和突觸等組成部分。樹突通常呈樹狀,接收其他神經(jīng)元傳遞過來的信號(hào),并將其傳遞給胞體。胞體則將多個(gè)樹突傳遞來的信號(hào)整合,得到整合的刺激信號(hào)。軸突則對(duì)外發(fā)送信號(hào)。突觸是神經(jīng)元與其他神經(jīng)元或效應(yīng)器之間的連接點(diǎn),神經(jīng)元之間通過神經(jīng)遞質(zhì)在突觸處傳遞信息。圖

神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)模型2.1.1?神經(jīng)元學(xué)說基于神經(jīng)遞質(zhì)的突觸傳遞是維持神經(jīng)系統(tǒng)正常功能的關(guān)鍵組成部分。通過神經(jīng)遞質(zhì)的釋放和作用,神經(jīng)元之間能夠進(jìn)行有效的信息傳遞,調(diào)節(jié)神經(jīng)元的興奮性和抑制性,實(shí)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能和行為表現(xiàn)。神經(jīng)遞質(zhì)是神經(jīng)元之間信息傳遞的化學(xué)信號(hào)分子。當(dāng)神經(jīng)元興奮時(shí),電信號(hào)會(huì)沿著軸突傳播到軸突末端,觸發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。神經(jīng)遞質(zhì)儲(chǔ)存在囊泡內(nèi),當(dāng)電信號(hào)到達(dá)軸突末端時(shí),導(dǎo)致囊泡與細(xì)胞膜融合,釋放神經(jīng)遞質(zhì)到突觸間隙。釋放到突觸間隙的神經(jīng)遞質(zhì)會(huì)擴(kuò)散到相鄰的神經(jīng)元的樹突上,與其上的受體結(jié)合。這種結(jié)合會(huì)導(dǎo)致受體上離子通道的打開或關(guān)閉,從而改變目標(biāo)神經(jīng)元內(nèi)細(xì)胞膜電位,產(chǎn)生興奮或抑制效應(yīng)。不同的神經(jīng)元使用不同種類的神經(jīng)遞質(zhì),這些神經(jīng)遞質(zhì)在突觸傳遞中起著特定的作用。興奮性神經(jīng)遞質(zhì)(如谷氨酸)會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)神經(jīng)元內(nèi)細(xì)胞膜電位升高,促使目標(biāo)神經(jīng)元興奮。抑制性神經(jīng)遞質(zhì)[如GABA(4-氨基丁酸)]會(huì)導(dǎo)致目標(biāo)神經(jīng)元內(nèi)細(xì)胞膜電位降低,抑制目標(biāo)神經(jīng)元的興奮性。2.1.1?神經(jīng)元學(xué)說神經(jīng)元學(xué)說幫助解釋了神經(jīng)系統(tǒng)的生理功能和信息傳遞過程。神經(jīng)元學(xué)說的提出對(duì)于神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域具有革命性意義,改變了人們對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識(shí),推動(dòng)了神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展,促進(jìn)了對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的深入研究和探索。神經(jīng)元學(xué)說的提出和發(fā)展為神經(jīng)科學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的研究和實(shí)踐提供了重要的理論基礎(chǔ)。同時(shí),神經(jīng)元學(xué)說的發(fā)展為構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型奠定了基礎(chǔ),推動(dòng)了人工智能領(lǐng)域的發(fā)展。2.1.2?神經(jīng)可塑性大腦的神經(jīng)可塑性(NeuralPlasticity)指的是大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過生長(zhǎng)和重組而發(fā)生變化的能力。大腦神經(jīng)元、神經(jīng)回路結(jié)構(gòu)及功能可以根據(jù)外部刺激、學(xué)習(xí)、記憶、環(huán)境變化等因素發(fā)生改變,使大腦能夠以不同于先前狀態(tài)的方式進(jìn)行適應(yīng)和運(yùn)作。根據(jù)神經(jīng)可塑性的表現(xiàn)形式和機(jī)制的不同,可以將神經(jīng)可塑性分為結(jié)構(gòu)可塑性和功能可塑性。結(jié)構(gòu)可塑性通常被理解為大腦改變其神經(jīng)元連接方式的能力。大腦神經(jīng)元和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠通過改變其連接方式和結(jié)構(gòu)來適應(yīng)外部環(huán)境和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。例如:大腦中灰質(zhì)比例或突觸強(qiáng)度的變化。為適應(yīng)大腦對(duì)新的信息和環(huán)境的需求,突觸連接的結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化,新突觸形成、現(xiàn)有突觸改變或消失,具體表現(xiàn)如下:(1)神經(jīng)元的軸突可以在損傷后發(fā)生回縮和再生,以恢復(fù)功能;(2)樹突的形態(tài)可以根據(jù)輸入信號(hào)的變化而發(fā)生改變,影響神經(jīng)元之間的連接。功能可塑性指的是大腦改變和調(diào)整神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)功能特性的能力,即神經(jīng)元在接收、處理和傳遞信息時(shí)的功能性改變和調(diào)整。

美國(guó)神經(jīng)科學(xué)家喬丹·格拉夫曼(JordanGrafman)將發(fā)現(xiàn)的功能可塑性大致劃分為4種類型:即同源區(qū)域適應(yīng)、代償性偽裝、腦圖擴(kuò)展、跨模態(tài)重新分配。2.1.2?神經(jīng)可塑性同源區(qū)域適應(yīng)指的是大腦對(duì)側(cè)同源區(qū)域承擔(dān)特定的認(rèn)知過程,通常發(fā)生在兒童身上。如果某個(gè)特定的大腦模塊在發(fā)育早期受損,其正常的運(yùn)作可能會(huì)轉(zhuǎn)移到不包含受影響模塊的大腦區(qū)域,例如另一個(gè)大腦半球的匹配或者同源區(qū)域的其他模塊。代償性偽裝可以簡(jiǎn)單地描述為大腦在初始策略因損傷而無法執(zhí)行時(shí),會(huì)想出另一種策略來完成任務(wù)。例如,當(dāng)試圖從一個(gè)地方去到另一個(gè)地方時(shí),大多數(shù)人通過方向感和距離感來導(dǎo)航;然而,遭受某種形式的腦外傷和空間感受損的人會(huì)訴諸另一種空間導(dǎo)航策略(如記憶地標(biāo))。腦圖擴(kuò)展則是指與特定認(rèn)知任務(wù)相關(guān)的皮層腦圖由于頻繁接觸刺激而擴(kuò)展,體現(xiàn)了大腦局部區(qū)域在執(zhí)行特定功能或存儲(chǔ)特定信息方面的靈活性。當(dāng)一項(xiàng)功能通過重復(fù)行為或刺激以足夠頻繁的方式執(zhí)行時(shí),大腦皮層中負(fù)責(zé)該功能的區(qū)域會(huì)隨著個(gè)體對(duì)該功能的“練習(xí)”而擴(kuò)張和收縮。這種現(xiàn)象通常發(fā)生在學(xué)習(xí)和練習(xí)一項(xiàng)技能(如演奏樂器)的過程中??缒B(tài)重新分配是指將新的輸入信號(hào)接收至已被剝離默認(rèn)輸入的大腦區(qū)域。例如,盲人的視覺皮層仍然能夠發(fā)揮認(rèn)知功能,創(chuàng)造對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的表征,但這些表征的基礎(chǔ)是另一種感覺——觸覺的輸入。2.1.2?神經(jīng)可塑性突觸隨著時(shí)間的推移和活動(dòng)的增加或減少而增強(qiáng)或減弱的能力,被稱為突觸可塑性。突觸可塑性是功能可塑性的核心機(jī)制。突觸可塑性表現(xiàn)為突觸的連接強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的能力,主要的突觸可塑性包括長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(Long-TermPotentiation,LTP)和長(zhǎng)時(shí)程抑制(Long-TermDepression,LTD)。長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)指的是當(dāng)神經(jīng)元的突觸輸入重復(fù)激活時(shí),突觸傳遞效率提高的過程。長(zhǎng)時(shí)程抑制指的是當(dāng)神經(jīng)元的突觸輸入不再激活時(shí),突觸傳遞效率降低的過程。長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)和長(zhǎng)時(shí)程抑制可以加強(qiáng)或削弱神經(jīng)元之間的連接,從而影響神經(jīng)回路的功能。2.1.2?神經(jīng)可塑性在生物發(fā)育過程中的特定時(shí)間段內(nèi),神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境刺激更為敏感,這種敏感期的發(fā)展可塑性對(duì)大腦發(fā)展至關(guān)重要。外部刺激、體驗(yàn)和環(huán)境對(duì)大腦神經(jīng)可塑性的影響巨大,豐富的環(huán)境和多樣的經(jīng)驗(yàn)有助于促進(jìn)神經(jīng)可塑性,而缺乏刺激或者單一的環(huán)境可能會(huì)限制大腦的神經(jīng)可塑性。大腦的神經(jīng)可塑性是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過程,它使得大腦能夠不斷適應(yīng)外部環(huán)境的變化、學(xué)習(xí)新知識(shí)、形成記憶,并在受損后恢復(fù)功能。2.1.2?神經(jīng)可塑性神經(jīng)可塑性的研究促進(jìn)了深度學(xué)習(xí)模型的發(fā)展。在深度學(xué)習(xí)模型中,神經(jīng)元和連接權(quán)重在訓(xùn)練過程中根據(jù)數(shù)據(jù)特性進(jìn)行調(diào)整,類似于生物神經(jīng)元的可塑性機(jī)制。理解神經(jīng)可塑性有助于在人工智能領(lǐng)域設(shè)計(jì)更加智能的學(xué)習(xí)算法,模仿大腦學(xué)習(xí)方式和信息處理機(jī)制,提高機(jī)器學(xué)習(xí)算法的效率和準(zhǔn)確性。通過結(jié)合神經(jīng)可塑性的原理和機(jī)制,人工智能系統(tǒng)以大規(guī)模數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)為基礎(chǔ),模擬人類智能行為,進(jìn)行模式識(shí)別、學(xué)習(xí)和決策,并在各種任務(wù)中表現(xiàn)出色。赫布學(xué)習(xí)律(HebbianLearningLaw)赫布學(xué)習(xí)律是一種啟發(fā)于突觸可塑性的學(xué)習(xí)方法,赫布學(xué)習(xí)律的核心思想是神經(jīng)元之間的連接會(huì)因?yàn)橥瑫r(shí)活動(dòng)而增強(qiáng)。當(dāng)一個(gè)突觸傳遞神經(jīng)元A的激活信號(hào)導(dǎo)致另一個(gè)神經(jīng)元B被激活時(shí),這兩個(gè)神經(jīng)元之間的突觸連接的強(qiáng)度會(huì)增強(qiáng)。赫布學(xué)習(xí)律啟發(fā)了后續(xù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,突觸間傳遞作用的變化被映射成神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)圖相應(yīng)權(quán)重的變化。如果兩個(gè)神經(jīng)元同步被激發(fā),則它們之間的權(quán)重增加;如果它們單獨(dú)被激發(fā),則它們之間權(quán)重減少。2.1.3?感覺和知覺01感覺(Sensation)感覺是指感知外部刺激或內(nèi)部生理狀態(tài)的過程,是生物對(duì)外界環(huán)境刺激的直接反應(yīng),通常包括感覺器官接收刺激信號(hào)、將信號(hào)傳輸至大腦的神經(jīng)途徑,并在大腦中進(jìn)行初步的信息處理。感覺主要涉及感知外部刺激的能力,依據(jù)感覺器官的差異又可以分為視覺、聽覺、觸覺、味覺和嗅覺等。02知覺(Perception)知覺則是在感覺的基礎(chǔ)上對(duì)信息進(jìn)行加工、解釋和理解的過程,涉及大腦對(duì)感覺信息的綜合和解釋,使我們能夠認(rèn)識(shí)和理解外界環(huán)境。知覺不僅包括感知外部刺激的能力,還涉及大腦對(duì)這些感知信息進(jìn)行分析、識(shí)別、記憶和意義賦予的過程。大腦的知覺是一個(gè)復(fù)雜的過程,涉及感知、認(rèn)知、注意力、記憶等多個(gè)方面。知覺的加工過程是大腦處理和解釋感覺輸入的復(fù)雜過程,包括3個(gè)階段,分別是感覺接收階段、感覺整合階段、知覺解釋階段。2.1.3?感覺和知覺感覺接收階段感覺器官?gòu)耐饨缃邮招畔?,外界刺激(如光、聲音、觸覺等)被感覺器官(如眼睛、耳朵、皮膚、鼻子、舌頭)接收并轉(zhuǎn)化成神經(jīng)信號(hào),通過神經(jīng)元傳遞到大腦的感覺皮層。感覺整合階段大腦對(duì)來自不同感官的信息進(jìn)行整合和綜合,以產(chǎn)生更加全面和準(zhǔn)確的認(rèn)知。以視覺信息整合為例,大腦會(huì)抽取信息的特征,如形狀、顏色、大小等,將相似的特征組合起來形成對(duì)物體的整體認(rèn)識(shí),以識(shí)別出環(huán)境中物體的類別和屬性。大腦對(duì)接收到的信息進(jìn)行加工、分類和模式識(shí)別,以識(shí)別物體、場(chǎng)景或聲音等,形成更全面的感知體驗(yàn)。知覺解釋階段大腦對(duì)感知整合的信息進(jìn)行認(rèn)知層面的加工,根據(jù)先前的經(jīng)驗(yàn)、記憶和文化背景解釋感知信息,賦予其意義和情境。大腦會(huì)根據(jù)個(gè)體的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和期望對(duì)接收到的信息進(jìn)行解釋和推斷,從而形成對(duì)周圍環(huán)境的完整認(rèn)識(shí)。這一階段是知覺過程的最終環(huán)節(jié),也是個(gè)體與外界環(huán)境進(jìn)行交互的關(guān)鍵?;趯?duì)感知信息的理解和解釋,大腦制訂決策和行動(dòng)計(jì)劃。2.1.3?感覺和知覺通過前述的步驟,大腦能夠?qū)⑼獠康母杏X輸入轉(zhuǎn)化為有意義的感知體驗(yàn),幫助個(gè)體理解和適應(yīng)周圍環(huán)境。知覺加工是一個(gè)動(dòng)態(tài)的、交互式的神經(jīng)活動(dòng)過程,涉及大腦的多個(gè)區(qū)域和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同工作。這些階段相互作用,共同構(gòu)成了我們對(duì)外部世界感知、理解和反應(yīng)的復(fù)雜過程。知覺過程受多種因素(包括生理因素、心理因素和環(huán)境因素)影響。不同情境下,同樣的感覺輸入可能被解釋為不同的感知,這種情況稱為情境效應(yīng)。此外,情感狀態(tài)對(duì)感知信息的選擇、解釋和記憶也起著重要作用。2.1.4?注意機(jī)制注意機(jī)制是認(rèn)知活動(dòng)中的重要組成部分,有助于個(gè)體選擇性地感知、處理和響應(yīng)特定的刺激或信息。大腦中的注意機(jī)制指的是一系列神經(jīng)過程和網(wǎng)絡(luò),負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)和控制個(gè)體對(duì)外界或內(nèi)部信息的關(guān)注和處理。大腦中的注意機(jī)制允許個(gè)體在不同感官輸入或任務(wù)之間進(jìn)行注意的分配和轉(zhuǎn)移。個(gè)體可以選擇性地將注意集中在特定的感覺輸入或任務(wù)上,以實(shí)現(xiàn)更高效的信息處理和行為反應(yīng)。總的來說,大腦中的注意機(jī)制是一個(gè)復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),涉及多個(gè)大腦區(qū)域和神經(jīng)過程,負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)和控制個(gè)體的注意力資源,以支持有效的感知、認(rèn)知和行為。2.1.4?注意機(jī)制注意模型主要關(guān)注人類注意力的調(diào)控和運(yùn)作機(jī)制,以解釋人類在處理信息時(shí)是如何選擇性地關(guān)注和處理特定的信息,而忽略其他信息的。常見的注意模型包括過濾器模型、衰減器模型、競(jìng)爭(zhēng)性選擇模型、雙通道模型等。競(jìng)爭(zhēng)性選擇模型認(rèn)為,大腦中的不同信息源或表示在處理過程中相互競(jìng)爭(zhēng),只有最強(qiáng)的信息源能夠在認(rèn)知系統(tǒng)中得到處理和表征;競(jìng)爭(zhēng)性選擇模型過濾器模型認(rèn)為,人類的注意力會(huì)在早期信息處理階段對(duì)信息進(jìn)行過濾,只有符合特定標(biāo)準(zhǔn)(如注意任務(wù)或意圖)的信息才能通過,而非相關(guān)信息則被抑制或忽略;過濾器模型衰減器模型則認(rèn)為人類的注意力是通過調(diào)整信息的“強(qiáng)度”來實(shí)現(xiàn)的,非相關(guān)信息可能被減少但仍在一定程度上被處理,而非完全過濾;衰減器模型雙通道模型認(rèn)為,人類注意力系統(tǒng)由一個(gè)自動(dòng)的“即時(shí)”通道和一個(gè)有意識(shí)的“控制”通道組成,分別用于自動(dòng)處理外部環(huán)境的重要信息和有意識(shí)地選擇性處理任務(wù)相關(guān)信息。雙通道模型2.1.4?注意機(jī)制在深度學(xué)習(xí)中,注意機(jī)制是一種模擬人類注意力的技術(shù),通過使模型在處理信息時(shí)集中注意力于重要部分,提升模型的性能和泛化能力。從具體實(shí)現(xiàn)上來看,注意機(jī)制通過計(jì)算每個(gè)輸入元素的注意力權(quán)重來模擬不同程度的關(guān)注。深度學(xué)習(xí)中的注意機(jī)制可以動(dòng)態(tài)調(diào)整注意力權(quán)重,使模型能夠根據(jù)輸入信息的不同部分自適應(yīng)地調(diào)整關(guān)注程度。這種動(dòng)態(tài)調(diào)整類似于人類在處理信息時(shí)根據(jù)情境和任務(wù)靈活調(diào)整注意力的行為。注意機(jī)制的引入使得深度學(xué)習(xí)模型更具可解釋性,也更符合人類認(rèn)知過程的特點(diǎn),推動(dòng)了人工智能系統(tǒng)向更智能、更人性化的方向發(fā)展。2.1.4?注意機(jī)制作為深度學(xué)習(xí)和大模型實(shí)踐的常見網(wǎng)絡(luò)模型,Transformer模型正是基于對(duì)注意機(jī)制的建模實(shí)現(xiàn)的。另一方面,Transformer模型中的多頭注意(multi-headattention)機(jī)制模擬了人類的多方面關(guān)注能力。通過同時(shí)關(guān)注輸入的不同方面,Transformer模型可以更全面地處理信息并提高性能。一方面,Transformer模型中的自注意力建模(self-attention)允許模型在處理序列數(shù)據(jù)時(shí)將注意力集中在序列內(nèi)不同位置的元素上,從而更好地捕捉元素之間的依賴關(guān)系。2.1.5?記憶機(jī)制大腦的記憶機(jī)制是一個(gè)復(fù)雜而精密的過程,涉及多個(gè)大腦區(qū)域和神經(jīng)回路的協(xié)同作用。按照保持時(shí)間和容量的不同,記憶可以分成感覺記憶、短時(shí)記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶3個(gè)子系統(tǒng)。感覺記憶感覺記憶又被稱為瞬時(shí)記憶,指的是外部刺激通過感覺器官傳遞到大腦所引起的短暫記憶。感覺記憶具備高容量和短暫的特點(diǎn),但存儲(chǔ)時(shí)間很短,容易被遺忘。感覺記憶容量和時(shí)長(zhǎng)與信號(hào)種類有關(guān)。圖像記憶的保持時(shí)間大概為0.25~1秒,容量為9~20個(gè)比特;聲音記憶的保持時(shí)間大約是2秒,不長(zhǎng)于4秒,容量為5個(gè)比特。短時(shí)記憶短時(shí)記憶又被稱為工作記憶,指的是信息在短期內(nèi)被暫時(shí)存儲(chǔ)在大腦中。這種記憶形式具有較短的持續(xù)時(shí)間和較小的容量。短時(shí)記憶的保持時(shí)間大約為5~20秒,最長(zhǎng)可達(dá)1分鐘,容量為5~9個(gè)組塊。前額葉在短時(shí)記憶中發(fā)揮重要作用,幫助維持和操作臨時(shí)存儲(chǔ)的信息。長(zhǎng)時(shí)記憶長(zhǎng)時(shí)記憶容量很大,能夠存儲(chǔ)大量的信息并保持較長(zhǎng)的時(shí)間。記憶時(shí)長(zhǎng)從幾分鐘到幾十年不等,長(zhǎng)短取決于記憶的編碼方式、重要性、情感聯(lián)系等因素。長(zhǎng)時(shí)記憶的信息編碼和存儲(chǔ)是持久的,通常需要更深層次的加工,如語義加工、情境加工等。2.1.5?記憶機(jī)制感覺記憶、短時(shí)記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶是人類記憶系統(tǒng)中的3個(gè)重要組成部分,它們之間存在著信息的轉(zhuǎn)換和交互,如圖所示。大腦中的海馬體在將短時(shí)記憶轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)時(shí)記憶的過程中扮演著關(guān)鍵角色,幫助進(jìn)行信息的固化和存儲(chǔ)。圖

記憶子系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)換和交互2.1.5?記憶機(jī)制在人工智能領(lǐng)域,記憶機(jī)制是一種模擬人類記憶過程的技術(shù),通過在模型中引入記憶單元或機(jī)制,使得模型能夠更好地存儲(chǔ)和訪問過去的信息,提高其性能和泛化能力。在深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)中,長(zhǎng)短時(shí)記憶(LongShort-TermMemory,LSTM)網(wǎng)絡(luò)是一種處理序列數(shù)據(jù)的經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)模型,通過模擬短時(shí)記憶、長(zhǎng)時(shí)記憶與遺忘機(jī)制來實(shí)現(xiàn),被廣泛應(yīng)用于序列建模的任務(wù)中。在深度學(xué)習(xí)模型中,記憶單元可用于捕捉和存儲(chǔ)過去的信息。這些記憶單元可以幫助模型更好地理解序列數(shù)據(jù)、處理長(zhǎng)期依賴關(guān)系,避免梯度消失或梯度爆炸的問題。引入記憶的存儲(chǔ)與遺忘機(jī)制,允許模型在學(xué)習(xí)新任務(wù)時(shí)強(qiáng)化或忘記先前學(xué)習(xí)的部分信息,這類似于人類大腦在學(xué)習(xí)過程中對(duì)主要信息進(jìn)行固化存儲(chǔ)、對(duì)次要信息進(jìn)行遺忘的機(jī)制。神經(jīng)科學(xué)2.12.22.3語言學(xué)哲學(xué)2.4心理學(xué)2.2.1?喬姆斯基的語言學(xué)理論諾姆·喬姆斯基(NoamChomsky)是一位著名的語言學(xué)家、哲學(xué)家和認(rèn)知科學(xué)家,其語言學(xué)理論對(duì)現(xiàn)代語言學(xué)和認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域有著深遠(yuǎn)的影響。喬姆斯基的語言學(xué)理論包括許多重要的理論和觀點(diǎn),其中,核心理論包括生成語法(GenerativeGrammar)理論和普遍語法(UniversalGrammar)理論。圖

一個(gè)語言結(jié)構(gòu)的示例生成語法理論:認(rèn)為語言是由有限數(shù)量的基本規(guī)則生成的無限句子的集合。這些基本規(guī)則被稱為生成語法,用于描述語言結(jié)構(gòu)的組成和生成過程。生成語法理論旨在通過構(gòu)建和測(cè)試語法知識(shí)的模型來解釋語言的認(rèn)知基礎(chǔ),提出由明確的語法規(guī)則系統(tǒng)組成語言模型,這些規(guī)則系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)語句生成。核心理論2.2.1?喬姆斯基的語言學(xué)理論諾姆·喬姆斯基(NoamChomsky)是一位著名的語言學(xué)家、哲學(xué)家和認(rèn)知科學(xué)家,其語言學(xué)理論對(duì)現(xiàn)代語言學(xué)和認(rèn)知科學(xué)領(lǐng)域有著深遠(yuǎn)的影響。喬姆斯基的語言學(xué)理論包括許多重要的理論和觀點(diǎn),其中,核心理論包括生成語法(GenerativeGrammar)理論和普遍語法(UniversalGrammar)理論。普遍語法理論

:則認(rèn)為人類天生具有一種普遍的語言結(jié)構(gòu)和能力,這種結(jié)構(gòu)和能力被編碼在人類的基因中,使得人類能夠?qū)W習(xí)并理解語言。喬姆斯基認(rèn)為句法知識(shí)部分是天生的,兒童只需學(xué)習(xí)母語中的某些特征。盡管兒童接觸到的只是母語中可允許的句法變體中非常小且有限的子集,但他們卻以某種方式獲得了高度組織化和系統(tǒng)化的能力,能夠理解和生成該語言中無數(shù)的句子,包括從未說過的句子。普遍語法理論強(qiáng)調(diào)語言習(xí)得的內(nèi)在機(jī)制,關(guān)注語言的普遍特性和人類語言的共性。核心理論2.2.1?喬姆斯基的語言學(xué)理論喬姆斯基的語言學(xué)理論對(duì)認(rèn)知科學(xué)、語言學(xué)和人工智能領(lǐng)域產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響,為理解語言結(jié)構(gòu)、語言習(xí)得和認(rèn)知能力提供了重要的理論框架,使得人們對(duì)語言和認(rèn)知之間的關(guān)系有了更深入的認(rèn)識(shí),并推動(dòng)了相關(guān)領(lǐng)域的研究和發(fā)展。首先,喬姆斯基的普遍語法理論強(qiáng)調(diào)了人類天生的語言習(xí)得能力,這為人工智能領(lǐng)域的知識(shí)表示和知識(shí)嵌入模型提供了啟示,促使人工智能研究者探索如何用類似的內(nèi)在結(jié)構(gòu)和規(guī)則來表示知識(shí),模擬人類的語言智能行為。其次,喬姆斯基的生成語法的思想被廣泛應(yīng)用于自然語言處理系統(tǒng)中,幫助構(gòu)建應(yīng)用于自然語言理解和生成的計(jì)算模型,推動(dòng)了生成式語言模型的建立,提高了自然語言處理的準(zhǔn)確性和效率。2.2.2?言語分析理論言語分析(SpeechAnalysis)是語言學(xué)的一個(gè)重要分支,關(guān)注語言使用和言語行為。言語分析理論的研究涉及解釋人類言語交流的各個(gè)方面,主要研究口語表達(dá)的結(jié)構(gòu)、功能、生成和理解機(jī)制,涉及語音、語法、語義、語用等多個(gè)層面,以揭示言語行為背后的規(guī)律和原則。按照具體的研究對(duì)象來劃分,言語分析理論包括語音學(xué)分析、語法分析、語義分析、語用分析等方面。言語分析理論的研究有助于語言學(xué)家、社會(huì)學(xué)研究者和語言教育者理解和解釋言語現(xiàn)象,推動(dòng)對(duì)言語交流的深入研究和應(yīng)用。語音學(xué)分析涉及對(duì)語音學(xué)特征和語音單位(包括音素、音節(jié)、重音模式等)的分析,了解語音在言語交流中的作用和特征。語法分析研究語法結(jié)構(gòu)和句法規(guī)則在言語交流中的作用,涉及句子結(jié)構(gòu)、詞類、句法關(guān)系等內(nèi)容,為語句的組織和解釋提供支撐。語義分析關(guān)注言語的意義和表達(dá)方式,涉及詞義、句義、邏輯關(guān)系等內(nèi)容,關(guān)注言語表達(dá)的含義和推理。語用分析研究言語使用的社會(huì)交際功能,涉及言語行為、言外行為、言語目的和效果等內(nèi)容,關(guān)注言語的社會(huì)交際功能。2.2.3?語料庫(kù)語言學(xué)語料庫(kù)語言學(xué)(CorpusLinguistics)是語言學(xué)的一個(gè)子學(xué)科,指的是采用基于語料庫(kù)數(shù)據(jù)的語言研究方法。其研究方式是通過收集、整理和分析大規(guī)模語言數(shù)據(jù)來揭示語言規(guī)律和模式。語料庫(kù)語言學(xué)被認(rèn)為是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的語言學(xué)研究方法,依賴于真實(shí)語言數(shù)據(jù)的收集和分析。語料庫(kù)是指收集和組織起來的大量實(shí)際語言使用的文本或語音數(shù)據(jù)集合,可以是書面文本、口語數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)文本等形式的語言素材。語料庫(kù)語言學(xué)的研究在翻譯學(xué)和教育學(xué)等人文學(xué)科領(lǐng)域有重要意義。一方面,其研究可以為翻譯工作者提供語言使用的參考和語境信息;另一方面,研究成果可以提升語言教學(xué)的效果,幫助教師和學(xué)習(xí)者更好地了解語言的實(shí)際使用情況。語料庫(kù)語言學(xué)為自然語言處理和機(jī)器翻譯等人工智能任務(wù)提供了重要的數(shù)據(jù)支持和分析方法。語言模型的訓(xùn)練和語言處理任務(wù)的評(píng)估通常依賴于語料庫(kù)數(shù)據(jù)。正是通過大規(guī)模語料庫(kù)的搜集和構(gòu)建,為大語言模型提供了優(yōu)化學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)支撐。大規(guī)模語料庫(kù)提供了豐富且多樣化的語言數(shù)據(jù),使得以此為基礎(chǔ)的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能夠?qū)W習(xí)到復(fù)雜且多樣的語言結(jié)構(gòu)、語言風(fēng)格和用法。語料庫(kù)中包含的大量上下文信息,使模型能夠獲取廣泛的知識(shí),理解語言多樣性和對(duì)環(huán)境的依賴性,構(gòu)建更準(zhǔn)確和有效的自然語言處理系統(tǒng)。2.2.4?統(tǒng)計(jì)語言學(xué)統(tǒng)計(jì)語言學(xué)(StatisticalLinguistics)是語言學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)的交叉學(xué)科,它利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和技術(shù)來研究自然語言現(xiàn)象和語言結(jié)構(gòu)。統(tǒng)計(jì)語言學(xué)強(qiáng)調(diào)在大規(guī)模語料庫(kù)上開展數(shù)據(jù)量化與統(tǒng)計(jì)分析,被廣泛應(yīng)用于自然語言處理和機(jī)器翻譯等任務(wù)。統(tǒng)計(jì)語言學(xué)的主要特點(diǎn)包括以下兩個(gè)方面。其次,統(tǒng)計(jì)語言學(xué)使用概率模型來描述語言現(xiàn)象,包括語音、文本和語義等方面。通過統(tǒng)計(jì)模型,可以對(duì)語言現(xiàn)象進(jìn)行建模和預(yù)測(cè)。與語料庫(kù)語言學(xué)相比,統(tǒng)計(jì)語言學(xué)更關(guān)注語言的統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律(例如,用概率模型實(shí)現(xiàn)對(duì)下一個(gè)詞的預(yù)測(cè))首先,統(tǒng)計(jì)語言學(xué)是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法,它依賴于大規(guī)模語料庫(kù)數(shù)據(jù)來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和建模。典型分析方式有描述統(tǒng)計(jì)、推斷性建模等。通過大量語言數(shù)據(jù)的定量統(tǒng)計(jì)分析,可以揭示語言的規(guī)律和模式,幫助理解和處理自然語言。隨著深度學(xué)習(xí)的發(fā)展,統(tǒng)計(jì)語言學(xué)也得到了顯著發(fā)展,體現(xiàn)在語言模型用于自然語言生成和識(shí)別。2.2.4?統(tǒng)計(jì)語言學(xué)首先,統(tǒng)計(jì)語言學(xué)是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法,它依賴于大規(guī)模語料庫(kù)數(shù)據(jù)來進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和建模。典型分析方式有描述統(tǒng)計(jì)、推斷性建模等。通過大量語言數(shù)據(jù)的定量統(tǒng)計(jì)分析,可以揭示語言的規(guī)律和模式,幫助理解和處理自然語言。統(tǒng)計(jì)語言模型n-gramn-gram語言模型是一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的概率語言模型,常用于預(yù)測(cè)文本中下一個(gè)元素(單詞或字符)的出現(xiàn)概率。其基本思想是利用詞序列中的n個(gè)詞來預(yù)測(cè)下一個(gè)詞的出現(xiàn)概率。n-gram的含義是連續(xù)n個(gè)元素組成的序列,這些元素可以是單詞(Word)、字符(Character)或者音素(Phoneme)。例如,以英文語句“theearlybirdcatchestheworm”(早起的鳥有蟲吃)為例,單詞層面的1-gram系列有“the”“early”“bird”等,2-gram有“theearly”“early

bird”“birdcatches”等。n-gram語言模型的核心是統(tǒng)計(jì)詞的出現(xiàn)次數(shù)和頻次,計(jì)算條件概率。根據(jù)n的差異,n-gram又可以區(qū)分成unigram(1-gram)、bigram(2-gram)、trigram(3-gram)。unigram只考慮單個(gè)詞的概率,忽略上下文信息;bigram考慮相鄰的兩個(gè)元素,即考慮前一個(gè)元素帶來的上下文信息,利用相鄰兩個(gè)元素的聯(lián)合出現(xiàn)次數(shù)除以前一個(gè)元素的出現(xiàn)次數(shù),計(jì)算每個(gè)元素在給定前一個(gè)元素條件下的出現(xiàn)概率;類似地,trigram考慮前兩個(gè)元素的上下文信息。2.2.5?計(jì)算語言學(xué)計(jì)算語言學(xué)(ComputationalLinguistics)是一門交叉學(xué)科,它結(jié)合了計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能和語言學(xué)等領(lǐng)域的知識(shí),關(guān)注并研究利用計(jì)算機(jī)技術(shù)處理和分析自然語言。自然語言處理是計(jì)算語言學(xué)的核心領(lǐng)域之一,旨在開發(fā)計(jì)算機(jī)程序來處理和理解人類語言。自然語言處理包括機(jī)器翻譯、自動(dòng)語音識(shí)別、信息檢索、人機(jī)交互等核心任務(wù)。通過計(jì)算語言學(xué)的研究和應(yīng)用,人們能夠利用計(jì)算機(jī)技術(shù)處理和分析自然語言,實(shí)現(xiàn)自然語言處理的自動(dòng)化和智能化,推動(dòng)自然語言理解和處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。2.2.5?計(jì)算語言學(xué)預(yù)訓(xùn)練語言模型BERT、GPTBERT和GPT是兩種基于Transformer架構(gòu)的語言模型。它們?cè)谠S多任務(wù)上取得了顯著的成功,都采用了預(yù)訓(xùn)練-微調(diào)的方法,通過在大規(guī)模語料庫(kù)上進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練,然后在特定任務(wù)上進(jìn)行微調(diào),以提高性能。BERT是一種雙向的編碼器模型,能夠同時(shí)考慮輸入句子的所有上下文信息,在大規(guī)模語料庫(kù)上進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練,學(xué)習(xí)通用的語言表示,然后在特定任務(wù)上進(jìn)行微調(diào)。BERT的預(yù)訓(xùn)練任務(wù)主要包括預(yù)測(cè)輸入句子中被掩蓋的單詞。此外,BERT引入了句子級(jí)別的片段嵌入(SegmentEmbedding),使模型能夠處理句子級(jí)別的任務(wù),如問答和文本分類等。GPT是一個(gè)單向生成模型,其單次生成過程是單向的(只能從左到右生成內(nèi)容),不能直接利用上下文信息。GPT采用自回歸生成的方式,是一個(gè)自回歸的解碼器模型,適合生成式任務(wù),如文本生成、代碼生成等。GPT使用單向語言模型訓(xùn)練。雖然BERT和GPT都是預(yù)訓(xùn)練模型,但它們的設(shè)計(jì)目標(biāo)和應(yīng)用場(chǎng)景有所不同,BERT更適合雙向任務(wù),如問答和文本分類等,而GPT更適合生成式任務(wù),如文本生成和代碼生成等。神經(jīng)科學(xué)2.22.32.1語言學(xué)哲學(xué)2.4心理學(xué)2.3.1?人工智能的哲學(xué)背景人工智能的起源與發(fā)展具備深刻的哲學(xué)背景。意識(shí)、思維和智能的本質(zhì),是哲學(xué)領(lǐng)域的基本問題,與人工智能有緊密的關(guān)聯(lián)。阿蘭·圖靈在1950年發(fā)表了論文“ComputingMachineryandIntelligence”(《計(jì)算機(jī)器與智能》),提出了著名的“圖靈測(cè)試”,即如果一臺(tái)機(jī)器能夠與人類展開對(duì)話且不被察覺,那么可以認(rèn)為這臺(tái)機(jī)器具備智能。圖靈測(cè)試蘊(yùn)含行為主義的哲學(xué)思想,即關(guān)注行為本身,而不是內(nèi)在過程。圖靈測(cè)試正是強(qiáng)調(diào)通過觀察機(jī)器的行為來評(píng)估其智能水平,而不關(guān)心機(jī)器內(nèi)部的工作原理和思維過程。2.3.1?人工智能的哲學(xué)背景人工智能研究主要分為三大流派,分別是符號(hào)主義、聯(lián)結(jié)主義和行為主義。符號(hào)主義符號(hào)主義也被稱為邏輯主義或認(rèn)知主義。符號(hào)主義流派主張通過符號(hào)和符號(hào)之間的關(guān)系來表示和處理知識(shí)(包括事實(shí)、規(guī)則、概念等)。符號(hào)主義強(qiáng)調(diào)邏輯推理的重要性,認(rèn)為通過符號(hào)之間的邏輯關(guān)系可以實(shí)現(xiàn)高級(jí)推理和問題解決能力。符號(hào)主義對(duì)早期人工智能領(lǐng)域?qū)<蚁到y(tǒng)的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。符號(hào)主義與認(rèn)知哲學(xué)中的知識(shí)表示密切相關(guān),探討如何將人類知識(shí)形式化。符號(hào)主義關(guān)注理性思維,涉及哲學(xué)中對(duì)意識(shí)和智能的理解。聯(lián)結(jié)主義聯(lián)結(jié)主義是人工智能的另一個(gè)流派,核心思想是模仿人腦神經(jīng)元之間的連接方式,使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來構(gòu)建人工智能系統(tǒng)。聯(lián)結(jié)主義強(qiáng)調(diào)通過學(xué)習(xí)來獲取知識(shí)和技能。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過調(diào)整連接權(quán)重來適應(yīng)輸入數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu),從而進(jìn)行模式識(shí)別和分類。聯(lián)結(jié)主義引發(fā)了對(duì)意識(shí)(尤其是機(jī)器能否具備類似人類的意識(shí))的討論。聯(lián)結(jié)主義流派的觀點(diǎn)蘊(yùn)含著形而上學(xué)的哲學(xué)思想,探討模型如何映射到真實(shí)世界,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作機(jī)制是否能夠解釋智能的本質(zhì)。2.3.1?人工智能的哲學(xué)背景行為主義行為主義是一個(gè)在人工智能和心理學(xué)領(lǐng)域均影響深遠(yuǎn)的流派。行為主義者認(rèn)為內(nèi)心狀態(tài)(如思想、情感等)無法被科學(xué)地測(cè)量,主張用可觀察的行為和環(huán)境變量來解釋心理現(xiàn)象,而不是通過內(nèi)心的過程。行為主義傾向于使用實(shí)驗(yàn)和觀察的方法來研究個(gè)體的行為反應(yīng),避免主觀的內(nèi)省和推測(cè)。行為主義認(rèn)為人工智能系統(tǒng)應(yīng)該通過觀察和模仿人類或其他智能體(Agent)的外部行為來實(shí)現(xiàn)智能,而不需要考慮內(nèi)部的心理過程或認(rèn)知結(jié)構(gòu)。行為主義認(rèn)為智能行為是由環(huán)境和個(gè)體的反饋機(jī)制共同決定的,強(qiáng)調(diào)通過反饋機(jī)制來調(diào)整行為,即系統(tǒng)根據(jù)環(huán)境的反饋信息來調(diào)整自己的行為,以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。行為主義還認(rèn)為智能行為應(yīng)該是可觀察和可測(cè)量的,系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運(yùn)作機(jī)制并不重要,只有通過觀察行為才能了解系統(tǒng)的智能程度。行為主義與實(shí)用主義哲學(xué)相契合,關(guān)注實(shí)際效果和應(yīng)用,而不是內(nèi)部狀態(tài),這種觀點(diǎn)對(duì)于研究智能行為以及如何模擬智能行為具有重要意義。2.3.1?人工智能的哲學(xué)背景此外,數(shù)學(xué)哲學(xué)(哲學(xué)的子學(xué)科)中的邏輯主義、形式主義也為人工智能提供了哲學(xué)背景。邏輯主義是數(shù)學(xué)哲學(xué)中的一個(gè)重要流派,主張數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)是邏輯而非直覺或經(jīng)驗(yàn)。邏輯主義強(qiáng)調(diào)邏輯推理在智能行為中的重要性,邏輯推理被視為理解智能行為的關(guān)鍵。邏輯主義還強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)命題可以通過邏輯推理得出,這一思想促進(jìn)了人工智能中形式化推理系統(tǒng)的發(fā)展。人工智能算法和模型依賴于嚴(yán)密的邏輯推理框架。邏輯主義為知識(shí)表示提供了理論基礎(chǔ),人工智能中的知識(shí)表示常使用謂詞邏輯和命題邏輯來描述世界。這種形式化的表示方式使得計(jì)算機(jī)能夠有效地處理和推理信息。邏輯主義的原則支持開發(fā)自動(dòng)推理系統(tǒng),這些系統(tǒng)可以基于邏輯規(guī)則進(jìn)行推導(dǎo)和推理,廣泛應(yīng)用于專家系統(tǒng)和推理引擎中。邏輯主義影響了編程語言的設(shè)計(jì),邏輯推理成了編程的核心。形式化的編程為人工智能的算法和模型實(shí)現(xiàn)提供了支撐。邏輯主義2.3.1?人工智能的哲學(xué)背景形式主義強(qiáng)調(diào)符號(hào)系統(tǒng)和形式規(guī)則在認(rèn)知和智能行為中的作用,推動(dòng)了基于符號(hào)的人工智能系統(tǒng)的發(fā)展。形式主義主張數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)在于符號(hào)和形式系統(tǒng),而非對(duì)象的直觀理解。形式主義關(guān)注符號(hào)的操作和變換,而人工智能系統(tǒng)常使用符號(hào)來表示數(shù)據(jù)和信息,符號(hào)的操作遵循嚴(yán)格的規(guī)則。形式主義為形式化推理提供了基礎(chǔ),為推理系統(tǒng)依賴于邏輯規(guī)則和公式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)推理和決策提供了方法論基礎(chǔ)。形式主義促使算法設(shè)計(jì)遵循明確的規(guī)則和步驟,確保計(jì)算過程的嚴(yán)謹(jǐn)性。形式主義強(qiáng)調(diào)通過模型來理解復(fù)雜系統(tǒng),人工智能領(lǐng)域常用形式化模型來表示現(xiàn)實(shí)世界中的問題,為算法提供解決框架。形式主義的觀點(diǎn)可影響知識(shí)表示的語法結(jié)構(gòu),指導(dǎo)人工智能系統(tǒng)通過形式化的規(guī)則進(jìn)行推理,確保推理過程的有效性和一致性。形式主義2.3.2?機(jī)器倫理學(xué)機(jī)器倫理學(xué)是研究人類與人工智能系統(tǒng)之間的道德和倫理關(guān)系的交叉學(xué)科,它本質(zhì)上是議題(或問題)導(dǎo)向的交叉學(xué)科,是哲學(xué)領(lǐng)域里倫理學(xué)的延伸,涉及人工智能系統(tǒng)在社會(huì)、個(gè)人和道德層面引發(fā)的各種問題。人工智能對(duì)倫理學(xué)提出了許多挑戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。人工智能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用可能存在潛在的歧視性,數(shù)據(jù)偏差或算法偏見可能導(dǎo)致系統(tǒng)對(duì)某些群體產(chǎn)生不公平的對(duì)待。公平性和歧視隨著人工智能特別是具身人工智能的發(fā)展,自動(dòng)駕駛汽車、智能機(jī)器人等具備自主決策能力的智能系統(tǒng)成為發(fā)展的前沿?zé)狳c(diǎn)。但是,如何確定系統(tǒng)的責(zé)任和出現(xiàn)問題時(shí)的責(zé)任歸屬成為復(fù)雜的倫理問題。自主性與責(zé)任劃分基于大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)的人工智能模型是智能系統(tǒng)的大腦。同時(shí),人工智能系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用涉及大量個(gè)人數(shù)據(jù)的收集和處理,如何解決數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的科研創(chuàng)新和個(gè)人隱私權(quán)之間的沖突,成為一項(xiàng)倫理挑戰(zhàn)。如何確保數(shù)據(jù)的安全性和隱私性,平衡人工智能系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集和隱私保護(hù)之間的關(guān)系,是一個(gè)重要倫理問題。隱私和數(shù)據(jù)保護(hù)許多人工智能系統(tǒng),尤其是深度學(xué)習(xí)模型,通常被認(rèn)為是黑箱系統(tǒng),其決策過程難以解釋,為決策的透明度和解釋性帶來了挑戰(zhàn)。透明度和解釋性神經(jīng)科學(xué)2.22.42.3語言學(xué)哲學(xué)2.1心理學(xué)2.4.1?認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)知心理學(xué)是心理學(xué)的一個(gè)分支領(lǐng)域,是研究人類思維、記憶、學(xué)習(xí)等認(rèn)知過程的心理學(xué)子學(xué)科。認(rèn)知心理學(xué)是研究人類認(rèn)知過程的學(xué)科,關(guān)注個(gè)體如何獲取、組織、存儲(chǔ)、加工和運(yùn)用信息,以及這些過程如何影響個(gè)體的行為和表現(xiàn),與人工智能領(lǐng)域有著密切的聯(lián)系。信息加工理論是認(rèn)知心理學(xué)中的一個(gè)重要理論,探討個(gè)體如何獲取、處理和組織信息。信息加工理論提供了認(rèn)知心理學(xué)研究的理論框架,幫助理解認(rèn)知過程的機(jī)制。信息加工理論強(qiáng)調(diào)認(rèn)知系統(tǒng)對(duì)外部信息的加工過程,包括感知、編碼、存儲(chǔ)、檢索和解碼等環(huán)節(jié)。2.4.1?認(rèn)知心理學(xué)在認(rèn)知心理學(xué)領(lǐng)域,格式塔組織原則(GestaltLawsofGrouping)描述了人類感知系統(tǒng)在處理感覺信息時(shí)遵循的一些基本規(guī)則。這些規(guī)則有助于解釋人類是如何組織和理解感覺輸入的。圖中展示了一些常見的格式塔組織原則。圖

常見的格式塔組織原則2.4.1?認(rèn)知心理學(xué)1鄰近性(Proximity)物體在空間中相近時(shí),人們傾向于將它們視為相關(guān)的組合體或群體。2相似性(Similarity)具有相似特征(如形狀、顏色等)的物體被認(rèn)為屬于同一群組。3連續(xù)性(Continuity)人們更傾向于看到連續(xù)的圖案或形狀,而不是間斷的部分。4封閉性(Closure)人們傾向于將不完整的圖形視為完整的對(duì)象,填補(bǔ)缺失的部分以形成封閉的圖形。5對(duì)稱性(Symmetry)人們傾向于將對(duì)稱的元素視為一組或一個(gè)整體,即對(duì)稱的對(duì)象被認(rèn)為更加吸引人。6共同命運(yùn)(CommonFate)在同一方向上移動(dòng)的物體被視為相關(guān)的群體。2.4.2?情感智能情感智能(AffectiveIntelligence)是研究如何使機(jī)器識(shí)別、解釋、模擬以及處理人類情感(如喜怒哀樂)的交叉研究領(lǐng)域。情感智能的研究?jī)?nèi)容涵蓋了情感識(shí)別、情感生成、情感分

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