第2章 計(jì)算智能概述

隨著數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算在各領(lǐng)域越來越顯示出強(qiáng)大的威力，從計(jì)算的角度審視世界已經(jīng)成為我們?cè)跀?shù)字化時(shí)代生存的一種特殊的思維方式。1992年，美國學(xué)者James首次提出計(jì)算智能的概念。計(jì)算智能（Computational Intelligence，CI），又稱為計(jì)算智能，是有別于符號(hào)智能的人工智能的新領(lǐng)域。1992年，貝慈德克在《Approximate Reasoning》學(xué)報(bào)上首次提出了此概念。1994年，關(guān)于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、進(jìn)化程序設(shè)計(jì)和模糊系統(tǒng)的三個(gè)IEEE國際會(huì)議聯(lián)合舉行了首屆計(jì)算智能大會(huì)，標(biāo)志著計(jì)算智能正式形成。它是借鑒仿生學(xué)的思想，基于人們對(duì)生物體智能機(jī)理的認(rèn)識(shí)，采用數(shù)值計(jì)算的方法模擬和實(shí)現(xiàn)人類的智能。它是基于數(shù)學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、心理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)及智能技術(shù)等多門學(xué)科相互交叉的一門新興學(xué)科，主要包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)化計(jì)算和模糊系統(tǒng)，是智能技術(shù)的一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。作為人工智能的一個(gè)重要領(lǐng)域，計(jì)算智能因其智能性、并行性和健壯性，得到了眾多研究者的廣泛關(guān)注。目前已在算法理論和性能方面取得了突破性的進(jìn)展，一些研究成果已經(jīng)成功應(yīng)用到模式識(shí)別、圖像處理、控制、優(yōu)化、醫(yī)學(xué)、金融、氣象、航天航空和通信等領(lǐng)域，例如：語音識(shí)別，簽字識(shí)別，指紋，人臉識(shí)別，RNA與DNA序列分析，心電圖，癌細(xì)胞識(shí)別，導(dǎo)航，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制，運(yùn)載體軌跡控制等，并產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[1]。計(jì)算智能的一些應(yīng)用領(lǐng)域包括：

（1）金融工程

將計(jì)算智能應(yīng)用于金融領(lǐng)域，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，例如：在股市預(yù)測(cè)領(lǐng)域，采用BP等神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立的趨勢(shì)變動(dòng)模型，通過預(yù)測(cè)證券市場(chǎng)的未來變化趨勢(shì)，為政府及金融監(jiān)管部門決策提供了新的參考工具和決策依據(jù)。

（2）生物醫(yī)學(xué)

基于計(jì)算智能領(lǐng)域的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法以及其自適應(yīng)特點(diǎn)，將其應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)學(xué)診斷和生物醫(yī)學(xué)信號(hào)分析。例如，采用全局和分段的波形因數(shù)等幾種統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行特征選擇，然后再利用徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)膝關(guān)節(jié)擺動(dòng)信號(hào)進(jìn)行有效的診斷。

（3）軍事

計(jì)算智能是利用現(xiàn)代計(jì)算工具模擬生命演化過程進(jìn)行信息的獲取、分析、理論應(yīng)用的一種手段。人們利用計(jì)算智能解決國家安全和軍事領(lǐng)域中出現(xiàn)的無法用傳統(tǒng)方法解決的問題，并且取得了一些新的進(jìn)展。近年來，計(jì)算智能在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用在不斷地拓寬和進(jìn)一步深入。

（4）系統(tǒng)仿真技術(shù)

近20年來，計(jì)算智能作為模擬人類智能求解問題的一種有效途徑，正廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)仿真領(lǐng)域，克服了傳統(tǒng)的系統(tǒng)仿真技術(shù)存在的局限性。