人工智能技術(shù)與應(yīng)用（案例版）課件 第9章 智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人2

第9章

智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人-2人工智能技術(shù)與應(yīng)用ArtificialintelligencetechnologyandApplication1.智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人概述2.智能農(nóng)業(yè)機(jī)器人應(yīng)用3.智能技術(shù)——神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)4.應(yīng)用案例3.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ArtificialNeuralNetwork，ANN）簡(jiǎn)稱(chēng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NN），是基于生物學(xué)中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理，在理解和抽象了人腦結(jié)構(gòu)和外界刺激響應(yīng)機(jī)制后，以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲R(shí)為理論基礎(chǔ)，模擬人腦的神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜信息的處理機(jī)制的一種數(shù)學(xué)模型。概念機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)組成人工神經(jīng)元結(jié)構(gòu)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可看成是以人工神經(jīng)元為節(jié)點(diǎn)，用有向加權(quán)弧連接起來(lái)的有向圖。在此有向圖中，人工神經(jīng)元就是對(duì)生物神經(jīng)元的模擬，而有向弧則是軸突-突觸-樹(shù)突對(duì)的模擬。有向弧的權(quán)值表示相互連接的兩個(gè)人工神經(jīng)元間相互作用的強(qiáng)弱。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域很廣泛。如流程建模與控制、機(jī)器故障診斷、證券管理、目標(biāo)識(shí)別、醫(yī)學(xué)診斷、目標(biāo)市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)預(yù)測(cè)等。在流程建模與控制方面，為物理設(shè)備創(chuàng)建一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，通過(guò)該模型來(lái)決定設(shè)備的最佳控制設(shè)置。當(dāng)檢測(cè)到機(jī)器出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)可以自動(dòng)關(guān)閉機(jī)器。以一種高回報(bào)、低風(fēng)險(xiǎn)的方式分配證券資產(chǎn)進(jìn)行投資，證券管理。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用在目標(biāo)識(shí)別方面，通過(guò)視頻或者紅外圖像數(shù)據(jù)檢測(cè)是否存在敵方目標(biāo)，被廣泛運(yùn)用于軍事領(lǐng)域。通過(guò)分析報(bào)告的癥狀和MRI、X-射線圖像數(shù)據(jù)，協(xié)助醫(yī)生診斷、醫(yī)療診斷。根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)，找出對(duì)營(yíng)銷(xiāo)活動(dòng)反響率最高的人群，確定目標(biāo)市場(chǎng)。通過(guò)歷史安全數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來(lái)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的安全性。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用BP模型和MP模型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)全稱(chēng)是Back-propagationneuralnetwork，它被認(rèn)為是最常用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)方法，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型由輸入層、隱層和輸出層三層組成，其中隱層在輸入層和輸出層之間傳遞著重要的信息，一般包含一個(gè)或多個(gè)隱層。BP模型和MP模型1943年，美國(guó)心理學(xué)家沃倫·麥克洛克（WarrenMcRock）和數(shù)學(xué)家沃爾特·皮茨（WalterPitts）參考了生物神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)，把神經(jīng)元視為二值開(kāi)關(guān)，通過(guò)不同的組合方式來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的邏輯運(yùn)算，并且將這種邏輯神經(jīng)元稱(chēng)為二值神經(jīng)元模型（McCulloch-PittsModel，MP模型）。4.應(yīng)用案例——顏色識(shí)別1利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備，搭建機(jī)器人系統(tǒng)，進(jìn)行顏色識(shí)別案例實(shí)踐與分析。具體要求是一些長(zhǎng)方體的箱體在不同側(cè)面涂裝成紅色和藍(lán)色。在這些長(zhǎng)方體的箱體（物塊）搬運(yùn)碼垛的過(guò)程中，往往需要把物體按一定方向碼垛，便于存儲(chǔ)的安全性、可靠性、條理性和便利性?，F(xiàn)以紅藍(lán)兩種顏色區(qū)分物塊的不同方向。要求按顏色相同、方向一致的方式規(guī)范碼垛。應(yīng)用案例——農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)分析農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù)可以提供氣溫、降水、日照等信息，幫助農(nóng)民了解農(nóng)作物生長(zhǎng)所需的氣候條件，合理安排播種、施肥、澆水、除草等管理活動(dòng)，從而提高產(chǎn)量和質(zhì)量。還可以用于監(jiān)測(cè)病蟲(chóng)害發(fā)生的氣象條件，提前預(yù)警可能出現(xiàn)的病蟲(chóng)害，采取相應(yīng)的防治措施，減少病蟲(chóng)害對(duì)作物的危害，保障農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。同時(shí)我們可以通過(guò)氣象數(shù)據(jù)了解降水情況和