可拓神经网络研究综述

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1、万方数据第27卷第1期2010年1月计算机应用研究ApplicationResearchofComputersV01．27No．1Jan．2010可拓神经网络研究综述周玉1，钱旭1，张俊彩1，孔敏2(1．中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院，北京100083；2．山东省曲阜市职业中等专业学校，山东曲阜273ioo)摘要：介绍了近年来可拓神经网络的发展，对可拓神经网络的基本思想、算法思路、应用研究进行了系统分析，并提出和分析了有待进一步研究的方向和问题。关键词：可拓学；神经网络；可拓神经网络；算法分析；可拓距离中图分类号：TPl83文献标志码：A文章编号：1001-3695(2010)

2、01—0001-05doi：10．3969／j．issn．1001-3695．2010．01．001SurveyandresearchofextensionneuralnetworkZHOUYul，QIANXul，ZHANGJun．cail，KONGMin2(1．SchoolofMechanicalElectronic＆坳咖胁Engineering，ChinaUniversity矿Mining＆删"咖，胞jing100083。Ch／na；2．泓Vocat／ond&hod矿ShaadoagProz眺e，Qt舡Shandoag273100，m知)Abstract：Thispaperintr

3、oducedthefundamentalideas。romelatestreses．i'chresults，algorithmanalysisandapplicationsofENN，inaddition，presentedsomeproblemsforfurtherresearch．Keywords：extensiontheory；neuralnetwork；extensionneuralnetwork；algorithmanalysis；extensiondistance可拓理论(extensiontheory)是由蔡文教授¨，z1于1983年提出的一门原创性横断学科，它以形式化的

4、模型，讨论事物拓展的可能性以及开拓创新的规律与方法，并用于解决矛盾问题。近三十年来，一批学者参与了可拓学的建设和研究工作，使可拓学发展成为一门具有较成熟理论框架的新学科，形成了以基元理论、可拓集合理论和可拓逻辑为支柱的理论框架和特有的可拓方法。该学科已经发展到多个研究领域并应用到实际工程当中，特别是在人工智能和计算机技术中的应用研究¨““，从中国大陆发展到海外。人工神经网络是一种模仿动物神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度，通过调整内部大量节点之间相互连接的关系，从而达到处理信息的目的。人工神经网络具有自学习和自适应的能力，可以通过预先提供

5、的一批相互对应的输入／输出数据，分析掌握两者之间潜在的规律，最终根据这些规律，用新的输入数据来推算输出结果。人工神经网络特有的非线性适应性信息处理能力，克服了传统人工智能方法对于直觉，如模式、语音识别、非结构化信息处理方面的缺陷，使之在神经专家系统、模式识别、智能控制、分类聚类、组合优化、预测等领域得到成功应用。将人工神经网络与其他方法相结合，必将推动人工智能和信息处理技术的不断发展。例如近年来，人工神经网络与模糊数学、遗传算法、进化机制等结合，形成了智能计算，使人工神经网络正向模拟人类认知的道路上更加深入发展，成为人工智能的一个重要方向。可拓神经网络是继模糊神经网络、遗传神经网络、进

6、化神经网络等之后的又一种新的网络类型，它的出现和发展不仅能拓展可拓理论自身的进一步应用，也必将推动神经网络技术和智能计算的进一步发展。可拓学与神经网络的结合最早是由刘巍教授¨纠在1995年进行的，当时他提出物元神经网络的概念。随后蔡国梁等人¨副对可拓神经网络的结构进行了初步研究。这些也是可拓神经网络最早期研究的代表。然而，这些早期的工作并没有在算法上进行详细研究，当然也不会有实质性的应用，更多的是对可拓神经网络的应用进行了乐观的估计。但是这些前期工作对未来可拓神经网络的发展起到启蒙的作用。总之，在20世纪末，由于当时可拓学自身的不成熟，可拓神经网络的研究与应用并没有得到广泛展开。随着可

7、拓理论自身的发展与完善，可拓理论自身的优势和特点以及可拓理论的应用推广，可拓神经网络的研究也逐渐丰富起来，并成为一个新的研究热点，在分类聚类Ⅲ““、模式识别‘19,20]、故障诊断旧1-25]、检测[26,27]及其他等方面汜¨311得到应用，取得了很好的效果。下面主要介绍可拓神经网络的基本思想、算法特征和一些最新研究进展与应用情况，并提出了可拓神经网络及其应用中有待进一步研究的新问题。1可拓神经网络的基本思想可拓理论与神经网络都与研究人脑思维