符号主义与连接主义的融合方式:前沿技术与挑战

AI攻略 2024-09-05

符号主义与连接主义的融合方式

符号主义与联结主义的融合方式多种多样。在新一代人工智能背景下,二者融合产生了新的路径,在基于神经网络的逻辑推理符号表示的机器学习、认知图谱及其推理、机器学习与论辩挖掘等交叉领域表现出强劲的融合潜力。
例如,有研究以机器道德决策支持系统为主线,借助不同方法,整理分析了相关思路,并尝试解决机器人决策问题,其结构分为整理神经网络研究成果、符号算法模型思路以及二者融合处理。
张钹院士认为第三代人工智能算法将是符号主义和联结主义这两条发展路线的优化整合,并针对整合的路径、当前成果、难点和挑战等进行了剖析。
还有研究者提出将联结主义方法用于表层的、直接的场景对象或元素识别,再将识别结果转化成深层的、间接的符号知识并应用相应逻辑推理,对解决复杂场景及混合式智能应用有积极推动作用。一些前沿成果表明,比如 MIT 和 IBM 提出的高效、准确新模型 Neuro-Symbolic Concept Learner,就试图取二者之长。此外,在自然语言处理等领域,也在探索如何将符号主义的逻辑推理和联结主义的深度学习相结合,以实现更优的性能和效果。总之,符号主义与联结主义的融合是一个不断发展和探索的过程,需要在理论和实践中不断创新和完善。


符号主义与连接主义的融合方式


符号主义与联结主义作为人工智能领域的两条重要进路,它们的融合为人工智能的发展开辟了新的道路。
符号主义人工智能主张人类思维的基本单元是符号,认知过程是符号运算,通过知识表示和推理来实现。其优点在于推理过程透明、可解释,但存在不完备、框架问题和知识接收瓶颈等问题。
联结主义人工智能源于仿生学,模拟人脑的神经系统,主要聚焦神经网络及其连接机制,通过大数据驱动下的学习方法来运作。其泛化能力和可移植能力强,但也存在算法不可解释性、过拟合等缺陷。
它们的融合方式体现在多个方面。例如,在知识表示方面,将符号主义的明确知识结构与联结主义的分布式表示相结合,使得知识既能具有清晰的逻辑结构,又能从大量数据中学习和优化。在推理过程中,利用符号主义的精确推理规则指导联结主义神经网络的学习,同时借助神经网络的强大学习能力来完善和扩展符号推理的能力。
再比如,在一些应用场景中,如自然语言处理,通过将符号主义的语法规则和语义理解与联结主义的神经网络模型相结合,能够提高语言理解和生成的准确性和灵活性。
另外,在模型训练中,融合两者的优势可以提高模型的性能和泛化能力。例如,先利用符号主义方法确定初步的模型结构和规则,然后通过联结主义的神经网络进行训练和优化。
总之,符号主义与联结主义的融合是一个复杂而富有潜力的领域,为解决复杂的人工智能问题提供了新的思路和方法。
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