从感知机到深度学习:探索人工智能的核心机制与降AIGC实践
人工神经网络(Artificial Neural Network, ANN)是受生物神经网络启发而构建的计算模型,由大量相互连接的简单处理单元(神经元)组成,能够通过调整内部连接权重来学习并执行特定任务。
神经网络通过前向传播和反向传播两个过程进行学习和预测。前向传播计算输出,反向传播根据误差调整参数。
输入数据从输入层经过隐藏层传递到输出层的过程。每一层神经元接收上一层输出,通过权重和激活函数计算本层输出。
数学表达式:
z = w·x + b
a = f(z)
通过计算损失函数梯度,从输出层反向逐层调整权重和偏置的过程。这是神经网络学习能力的核心。
关键算法:梯度下降
w_new = w_old - η·∂L/∂w
注意:深度学习是神经网络的多层扩展,通过增加隐藏层数量,网络能够学习更抽象的特征表示,但同时也面临梯度消失/爆炸、过拟合等挑战。
专为处理网格状数据(如图像)设计,通过卷积层、池化层和全连接层提取空间特征。广泛应用于图像识别、计算机视觉领域。
具有内部状态记忆,能够处理序列数据,考虑时间上下文信息。LSTM和GRU是其改进版本,解决长程依赖问题。
基于自注意力机制的架构,并行处理序列数据,在自然语言处理领域取得突破性进展,是现代大语言模型的基础。
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神经网络技术已广泛应用于计算机视觉、自然语言处理、语音识别、推荐系统、自动驾驶、医疗诊断等众多领域,成为人工智能技术进步的核心驱动力。
随着Transformer架构、扩散模型等新技术的发展,神经网络正朝着更大规模、多模态、具身智能等方向演进。同时,如何提高模型效率、降低计算成本、确保AI安全与伦理,是当前研究的重要课题。
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