作者:禅与计算机程序设计艺术
1.简介
神经网络(NN)作为一种人工智能模型已经在多个领域取得了巨大的成功,例如图像识别、文本理解、语言翻译、对象检测等。然而,对于神经网络模型的黑盒建模方法来说,对生成的神经元细胞(NEC)的质量和作用没有可靠的认识。
针对这个问题,作者通过实验发现,受限于生物系统的限制,将NN中的神经元细胞重新合成,并不一定能够恢复其原始的功能特性。因此,作者提出了一个新颖的想法——构建一种新的NEC模型,使得它能够生成具有预测性的功能特性,但是却不会保留生成的NEC细胞身份信息。
文章将通过实验、理论、代码实现以及应用场景来阐述这一研究内容。
2.问题定义及目标
2.1 问题描述
目前,有很多方法可以从已有的神经网络模型中合成具有神经元细胞质量且功能行为的新模型。这些方法通常分为两类:
- 基于结构的方法:该方法通过重组、复制或微调已有的神经元细胞结构来生成新的模型。这种方法往往依赖于传统的进化计算或者参数优化方法,往往生成的模型会具有较低的准确率和效率。
- 基于表征的方法:该方法可以直接利用神经网络的权重矩阵(weight matrix)或者激活函数(activation function)来生成模型。这种方法往往不需要进化计算,但需要很高的计算资源,因此往往只能用于特定任务。
近年来,研究者们越来越关注模型的泛化能力,尤其是在复杂环境和异构分布条件下,模型的鲁棒性很重要。然而,由于当前合成模型的缺乏对原始细胞特征的保留,导致它们不能真正反映训练数据集的