具有主动学习能力的人工智能可以进化出免疫系统吗

人工智能驱动的网络免疫系统技术与大数据的变革_光环大数据人工智能培训_百度文库
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基于免疫记忆的克隆策略算法
Clonal Strategy Algorithm Based on the Immune Memory
Ruo-Chen Liu1,2, Li-Cheng Jiao1, and Hai-Feng Du1
1 Institute of Intelligent Information Processing, Xidian University, Xi'an 710071, P.R.China
2 Department of Mathematics, Northwest University, Xi'an 710069, P.R.China
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摘要&人工免疫系统 (AIS) 是一新的模拟自然免疫系统的计算智能方法,它受生物免疫机制的启发,通过学习外界物质的自然防御机理,提供噪声忍耐、自组织、自学习、记忆等进化学习机制,结合了分类器、神经网络和机器推理等的特点,因此具有提供解决问题新颖方法的潜力。其研究成果涉及控制﹑数据处理﹑优化学习和故障诊断等,目前已成为继神经网络﹑模糊逻辑和进化计算后人工智能的又一研究热点。
由于遗传和免疫细胞在增殖中的基因突变,形成了免疫细胞的多样性,这些细胞的不断增殖形成无性繁殖系,无性繁殖称为克隆。有机体内免疫细胞的多样性能达到这种程度,以至于当每一种抗原侵入机体都能在机体内选择出能识别和消灭相应抗原的免疫细胞克隆,使之激活、分化和增殖,进行免疫应答以最终清除抗原,这就是克隆选择。免疫记忆是免疫系统另一重要的特点。当机体接触过某种抗原后再次接触相同抗原时,则抗体出现的潜伏期较初次应答明显缩短,抗体含量大幅度上升,而且维持时间长,这种当同一种抗原再次入侵机体时,引起的比初次免疫更强的、高亲和度的抗体产生的现象就称为免疫记忆。克隆选择及免疫记忆 所体现出的学习、记忆、抗体多样性等生物特性, 引起了人工免疫系统研究者的兴趣。 Castro 等的克隆选择算法 (CSA) 强调基于抗体-抗原亲合度的比例选择和克隆;与简单遗传算法迭代中保留单个最优个体不同, CSA 通过构造记忆单元,实现了个最优解群体的记忆;另外,通过随机产生新抗体对旧抗体的替代,增加了种群多样性。 Kim 等在 Hofmeyr 的基础上提出了一种动态克隆选择算法,并用于解决连续变化环境中异常探测的问题。由于免疫系统的复杂性,已有的克隆选择算法只能是生物克隆选择机理的简单模拟;而且相应成果多关注算法的构造,缺乏对算法的系统深入分析。
本文借鉴免疫学中的克隆选择和免疫记忆机理,提出一种新的人工免疫系统算法——基于免疫记忆的克隆策略算法。与以往的克隆选择算法相比,该算法的特点在于:1)采用实数编码;2) 评价标准计算是计算亲和度,包括抗体 - 抗原的亲合力以及抗体 - 抗体亲合度;反映了真实的免疫系统的多样性;3) 算法通过促进或抑制抗体的产生,体现了免疫反应的自我调节功能,即保证了个体的多样性又自适应地调节抗体群和记忆单元的规模;4) 通过设立记忆单元, 实现记忆单元和抗体群同时进化, 加快抗体亲和力成熟速度。值得一提的是,新算法和进化算法虽然都是对生物智能的模拟,但二者所基于的机理及算子设计完全不同,前者模拟生物进化过程,而且相应算子偏重于重组操作,而后者则是对生物免疫系统模拟,其主要操作为变异算子,而且新算法 不但强调抗体群的适应度的改变,也关心抗体间的相互作用而导致的多样性的改变。因而 本文提出的算法并非是对进化计算的改进。相关试验表明,与相关进化算法相比,该算法进一步提高了收敛速度,能比较有效地克服早熟现象,更好的实现全局搜索,可以很好地解决多峰函数优化及旅行商等复杂问题。
Abstract:
Based on the clonal selection theory and immune memory mechanism in the natural immune system, a novel artificial immune system algorithm, Clonal Strategy Algorithm based on the Immune Memory (CSAIM) is proposed in this paper. The algorithm realizes the evolution of antibody population and the evolution of memory unit at the same time, and by using clonal selection operator, the global optimal computation can be combined with the local searching. According to antibody-antibody (Ab-Ab) affinity and antibody-antigen (Ab-Ag) affinity, the algorithm can allot adaptively the scales of memory unit and antibody population. It is proved theoretically that the CSAIM is convergent with probability 1. And with the computer simulations of eight benchmark functions and one instance of traveling salesman problem (TSP), it is shown that CSAIM has the strong abilities in having high convergence speed, enhancing the diversity of the population and avoiding the premature convergence to some degree.
Keywords:
Received ;
引用本文: &&
.基于免疫记忆的克隆策略算法[J]& Journal of Computer Science and Technology , ): 728-734
Ruo-Chen Liu, Li-Cheng Jiao, and Hai-Feng Du.Clonal Strategy Algorithm Based on the Immune Memory[J]&
Journal of Computer Science and Technology, ): 728-734
链接本文: &
Copyright 2010 by Journal of Computer Science and Technology扩增移动平台动力骨架,能抵抗进化的人工智能吗?扩增移动平台动力骨架,能抵抗进化的人工智能吗?没得耍事百家号& & & & “人工智能”一词最初是在1956 年Dartmouth学会上提出的。从那以后,研究者们发展了众多理论和原理,人工智能的概念也随之扩展。人工智能(Artificial Intelligence),英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支,它企图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能从诞生以来,理论和技术日益成熟,应用领域也不断扩大,可以设想,未来人工智能带来的科技产品,将会是人类智慧的“容器”。& & & & 人工智能是对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能不是人的智能,但能像人那样思考、也可能超过人的智能。比如以下的这些技术,就是典型的人工智能。& & & & 语音识别、图像识别、机器深度学习、无人自动驾驶、人类会因人工智能失业……人工智能在2016年的进展让人有些意料之外的迅速。机器人越来越理解人类的语言和思维,越来越人性化,同时人们的担忧也在与日俱增,霍金、马斯克等科学家和IT巨头都对人工智能的发展提出了警告。如果无视人工智能指数级的智力增长,一旦人工智能按逻辑计算出将人类视为危害的结果,那么人工智能将会对统治人类。& & & & 很多科幻电影中都有类似的桥段,为我们展示了一个人类反抗人工智能的艰辛场景,人类不得不一次次拿着落后的原始武器去抵抗人工智能武装起来的智能机器人军队,它们无情、永远理智、没有情绪,人类总是伤亡惨重下依靠着主角英雄的光环效应扭转了战争局面,引导人类走向胜利。& & & & 如果真的人工智能开始对抗人类。那么也许下面3样海陆空武器可以与之抗衡。& & && &1、攻击性核动力潜艇部署为海军重要军事力量& & & & 攻击型核潜艇是没有装备战略核导弹,不是用于执行战略核打击任务,而主要以各种常规弹头的潜射战术武器为主要武器,用于执行搜索,护航和攻击等任务的核潜艇。 与之区别的是战略核潜艇,即装备战略核导弹,主要用于执行战略核打击任务的核潜艇,航母战斗群和水面舰艇编队,为战略导弹潜艇、航母战斗群或海上机动编队扫清航道,以及战略战役侦察、海上护航、破坏敌方交通线等。& & & & 攻击型核潜艇是采用核动力推进,但并不发射核导弹的战术潜艇,所以限制战略核武器条约对它没有约束力。由于核动力装置具有续航力几乎没有限制的巨大优点,所以使这种潜艇可以毫无顾忌地长期在水下航行,跟踪敌方潜艇或水面舰艇,必要时发起突然袭击。原来的攻击型核潜艇武器比较单一,后来发展到可以装备各种导弹之后,成了一个综合多用途的水下攻击平台,实际上它完全可以取代战略导弹潜艇、巡航导弹潜艇、常规潜艇等各种潜艇,所以,发展前景非常广阔。目前,印度等国正在致力于攻击型核潜艇的研制。& & & & 在电影《终结者2018》中,约翰康纳在潜艇中接受指挥官的质询就说明了潜艇的独特作用,虽然最后潜艇被机器人捕捉到通讯信号击毁,但也是比陆地上的指挥中心要多了不少生存时间。& & & & 2、A-10闪电攻击机作为空军重要军事力量部署& & & & 费尔柴尔德A-10&雷电Ⅱ式&攻击机(英语:Fairchild Republic A-10 Thunderbolt II,常被美军昵称为疣猪Warthog或简称猪Hog)是美国费尔柴尔德公司生产的一种单座双引擎攻击机,是美国空军现役唯一一种负责提供对地面部队的密接支援任务的机种,包括攻击敌方坦克、武装车辆、重要地面目标等。& & & & A-10攻击机依靠强大的火力、坚厚的装甲专司对地攻击。虽然集现代高科技于一体的F-16、AH-64等先进飞行器抢占了A-10的许多作战机会,但是在北约大规模空袭南联盟的作战行动,以及近年的伊拉克战争中,却证明了A-10无法被撼动的独特地位--无论是能够实施精确打击的F-15、F-16,还是能够夺取一树之高优势的武装直升机,均无法有效对付利用地形掩护的地面部队,甚至无法投入使用。& & & & 在电影《终结者2018》中,同样出现了A-10攻击机的身影,尽管其中被击落,但女飞行员最终还是完好无缺的活了下来并回到秘密基地。& & & &&3、扩增移动平台动力骨架机甲作为陆军力量代替特种兵& & & 扩增移动平台动力骨架,最初出现在科幻小说中的机械及电子设备,是一种能够增强人体能力的可穿戴机器。它能够帮助人们跑得更快、跳得更高、能够携带更多更重的东西,并且帮助穿戴它的人在战场、建筑工地或者其它有危险的地方生存下来。这项技术已经有二十多年的历史,但是出于技术原因,这些装置现在还没有广泛应用,只在实验室或者试验场里闪闪发亮。& & & & AMP 外骨架系统全称为:Amplified Mobility Platform,即扩增移动平台。是一种单人操作的中型移动外骨骼。这种看上去像个机器人玩意是一种外骨骼系统,下肢比例放大动作,上肢等比动作,广泛 应用于地球各种环境以及月球、火星殖民地。军事界形象地称之为“有手臂的阿帕奇”。AMP高4.205米,宽2.83米,重约1700公斤,通过陀螺仪控 制平衡,使用6849-RLF燃气涡轮发动机工作,可以中等功率运行长达8小时,在燃料用尽后还有备用高能电可继续运行2小时。& & & & 它配备有火力极猛的GAU-90 30毫米速射炮,发射贫铀穿甲弹,也可配备火焰喷射器,副武器为陶瓷凯芙拉与-高碳钢合金战斗刀,在战场上是陆面部队有效的作战武器。这种装甲并非专门为潘多拉而设计,而是同样为了抵御“环保恐怖分子”的化学攻击而设计。可以改装成完全密封的驾驶室和“内置呼吸系统”允许驾驶员操作它在有毒的环境中执行任务。驾驶室有全球定位系统,前视红外面板,雷达等,用于导航和定位,还有与驾驶员声音匹配的语音控制系统。& & & & 我们无法改变科技的进步,但是可以改变科技的技术,如果真有一天,人工智能开始具备思想,进入自身进化阶段时,希望阿西莫夫的机器人三大定律能够起作用& & & & 一.机器人不得伤害人,也不得见人受到伤害而袖手旁观&& & & & 二.机器人应服从人的一切命令,但不得违反第一定律&& & & & 三.机器人应保护自身的安全,但不得违反第一、第二定律&& & & & 小编想想,真应该增加第零定律,机器人必须保护人类的整体利益不受伤害。(文章系作者原创,未经书面授权,不得转载,违者必究!)本文仅代表作者观点,不代表百度立场。系作者授权百家号发表,未经许可不得转载。没得耍事百家号最近更新:简介:在当下,遇见未来新科技!作者最新文章相关文章}

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