机器学习算法的发展及其在食品领域的应用.doc

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1、__________________________________________________机器学习算法的发展及其在食品领域的应用朱尹摘要：简介了机器学习，叙述了机器学习的发展，叙述了机器学习算法在食品领域的应用。关键词：机器学习，人工神经网络，食品在《机器学习》一书中，机器学习(MachineLearning,ML)的定义为：关于某类任务T和性能度量P，如果一个计算机程序能在T上以P衡量的性能随着经验E而自我完善，那么我们称这个计算机程序在从经验E中学习。通俗来说，机器学习是一门专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以

2、获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能的学科。它是人工智能的核心，是使计算机具有智能的根本途径，其应用遍及人工智能的各个领域。下面本文就机器学习算法的发展及在食品领域的应用做相关讨论。1.机器学习的发展发展过程大体上可分为4个时期1.1第一阶段：热烈时期第一阶段是20世纪50年代中叶到60年代中叶,属于热烈时期。在这个时期,所研究的是“没有知识”___________________________________________________________________________________

3、_________________的学习,即“无知”学习。其研究目标是各类自组织系统和自适应系统,其主要研究方法是不断修改系统的控制参数和改进系统的执行能力,不涉及与具体任务有关的知识。本阶段的代表性工作是:塞缪尔(Samuel)的下棋程序。但这种学习的结果远不能满足人们对机器学习系统的期望。1.2第二阶段：冷静时期第二阶段是在60年代中叶到70年代中叶,被称为机器学习的冷静时期。本阶段的研究目标是模拟人类的概念学习过程,并采用逻辑结构或图结构作为机器内部描述。本阶段的代表性工作有温斯顿(Winston)的结构学习系统和海斯罗思(Ha

4、yes-Roth)等的基本逻辑的归纳学习系统。1.3第三阶段：复兴时期第三阶段从20世纪70年代中叶到80年代中叶,称为复兴时期。在此期间,人们从学习单个概念扩展到学习多个概念,探索不同的学习策略和方法,且在本阶段已开始把学习系统与各种应用结合起来,并取得很大的成功,促进机器学习的发展。1980年,在美国的卡内基—梅隆(CMU)召开了第一届机器学习国际研讨会,标志着机器学习研究已在全世界兴起。的最新阶段始于1986年。___________________________________________________________

5、_________________________________________1.4新时期 机器学习进入新阶段的重要表现在下列诸方面： (1)机器学习已成为新的边缘学科并在高校形成一门课程。它综合、生物学和神经生理学以及数学、自动化和形成机器学习理论基础。 (2)结合各种学习方法，取长补短的多种形式的系统研究正在兴起。特别是连接学习符号学习的耦合可以更好地解决连续性信号处理中知识与技能的获取与求精问题而受到重视。 (3)机器学习与各种基础问题的统一性观点正在形成。例如学习与结合进行、知识表达便于学习的观点产生了通用智能系统SOAR

6、的组块学习。类比学习与结合的基于案例方法已成为经验学习的重要方向。 (4)各种学习方法的应用范围不断扩大，一部分已形成商品。归纳学习的工具已在诊断分类型中广泛使用。连接学习在声图文识别中占优势。分析学习已用于设计综合型。与在工程控制中有较好的应用前景。与符号系统耦合的神经网络连接学习将在企业的智能管理与智能机器人运动规划中发挥作用。 (5)与机器学习有关的学术活动空前活跃。国际上除每年一次的机器学习研讨会外，还有计算机学习理论会议以及遗传算法会议。____________________________________________

7、________________________________________________________2.机器学习算法在食品领域的应用机器学习的目标就是在一定的网络结构基础上，构建数学模型，选择相应的学习方式和训练方法，学习输入数据的数据结构和内在模式，不断调整网络参数，通过数学工具求解模型最优化的预测反馈，提高泛化能力、防止过拟合。机器学习算法主要是指通过数学及统计方法求解最优化问题的步骤和过程，在食品领域具有广泛应用，下面以机器人工神经网络举例介绍。2.1．人工神经网络简介人工神经网络（ArtificialNeuralN

8、etwork，即ANN）是由大量处理单元互联组成的非线性、自适应信息处理系统。它是在现代研究成果的基础上提出的，试图通过模拟大脑神经网络处理、记忆信息的方式进行信息处理。它从信息处理角度对人脑神经元网络进行抽象，建立某种