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2.2.1 感知器

提到神经网络,不得不提感知器(Perceptron)(也称为“感知机”)。1958年,计算科学家罗森布拉特(Rosenblatt)提出了由两层神经元组成的神经网络。他给它起了一个名字——“感知器”。

感知器是当时首个可以自我学习的机器学习算法。罗森布拉特现场演示了其学习和识别简单图像的过程,在当时引起了轰动,见图2-9。

图2-9 罗森布拉特现场演示自我学习的机器学习算法

人们认为已经发现了智能的奥秘,许多学者和科研机构纷纷投入感知器的研究中。美国军方大力资助了神经网络的研究,并认为神经网络比“原子弹工程”更重要。这个热潮直到1969年才结束,这个时期可以看作神经网络的第一次高潮。

如前所述,人工神经网络是对人脑神经网络的模拟,而感知器提出了最早的“人造神经元”模型。下面我们来看看人的神经网络的基本工作原理。

(1)外部刺激通过神经末梢,转化为电信号,转导到神经细胞(又叫神经元)。

(2)无数神经元构成神经中枢。

(3)神经中枢综合各种信号,做出判断。

(4)人体根据神经中枢的指令,对外部刺激做出反应。

感知器如图2-10所示,中间的圆就是一个感知器,好比神经细胞。它接受3个输入,a1,a2,a3,它们有3个权重w1,w2,w3,分别代表这三个输入的强度,好比神经末梢感受到各种外部环境的变化后,产生生物电信号。计算公式如下:

Z=aw1+aw2+aw3

在“感知器”中,有两个层次,分别是输入层和输出层。输入层里的“输入单元”只负责传输数据,不做计算。输出层里的“输出单元”则需要对前面一层的输入进行计算。

图2-10 感知器