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科技创新论文和智能计算论文 ：计算智能原理对创新模式的探索 摘要：科技创新能力培养是本科生培养的一个重要方面，在国家大力提倡科技创新的背景下，加强大学生科技创新具有重要的意义。培养有创新能力的人才是高等学校建设的中心。本文基于计算智能原理与方法，结合指导的国家大学生创新项目的实践，就建设高效的创新团队的方法进行了初 探。 关键词：计算智能；科研训练；创新团队 0引言 目前，我们要提高自主创新能力，建设创新型国家。高等教育担负着培养创新型人才的重要责任。学生科技活动对于提高学生科技创新能力，培养拔尖创新型人才具有重要意义。而构建了一批锐意进取、大胆创新的大学生创新团队，对提高学生的创新能力和团队协作能力就显得特别的重要。目前就团队理论的研究还有待与深入，用计算智能的基本理论原理与方法来指导建设大学生创新项目团队，是一种跨学科研 究的新尝试。 1计算智能的基本理论与方法简介 计算智能由美国学者James CBezedek1992年首次给出其定义，广义的讲就是借鉴仿生学思想，基于生物体系的生物进化、细胞免疫、神经细胞网络等某些机制，用数学语言抽象描述的计算方法。是基于数值计算和结构演化的智能，是智能理论发展的高级阶段。计算智能的主要方法有：人工神经 网络、模糊系统、进化计算等。 1模糊计算 模糊系统以模糊集合理论、模糊逻辑推理为基础，它试图从一个较高的层次模拟人脑表示和求解不精确知识的能力。在模糊系统中，知识是以规则的形式存储的，它采用一组模糊IF—THEN规则来描述对象的特性，并通过模糊逻辑推理来完成对不确定性问题的求解。模糊系统善于描述利用学科领 域的知识，具有较强的推理能力。 2人工神经网络 人工神经网络系统是由大量简单的处理单元，即神经元广泛地连接而形成的复杂网络系统。在人工神经网络中，计算是通过数据在网络中的流动来完成的。在数据的流动过程中，每个神经元从与其连接的神经元处接收输入数据流，对其进行处理以后，再将结果以输出数据流的形式传送到与其连接的其它神经元中去。网络的拓扑结构和各神经元之间的连接权值(Wi)是由相应的学习算法来确定的。算法不断地调整网络的结构和神经元之间的连接权值，一直到神经网络产生所需要的输出为止。通过这个学习过程，人工神经网络可以不断地从环境中自动地获取知识，并将这些知识以网络结构和连接权值的形式存储于网络之中。人工神经网络具有良好的自学习、自适应和自组织能力，以及人规模并行、分布式信息存储和处理等特点，这使得它非常适合于处理那些需要同时考虑多个因素的、不完整的、不准确的信息处理问题。 3进化计算 自然界在几十亿年的进化过程中，生物体己经形成了一种优化自身结构的内在机制，它们能够不断地从环境中学习，以适应不断变化的环境。对于大多数生物体，这个过程是通过自然选择和有性生殖来完成的。自然选择决定了群体中哪些个体能够存活并繁殖：有性生殖保证了后代基因的混合与重组。进化计算受这种自然界进化过程的启发，它从模拟自然界的生物进化过程入手，从基因的层次探寻人类某些智能行为发展和进化的规律，以解决智能系统如何从环境中进行学 习的问题。 2计算智能原理在创新团队实践中的启发 从系统论的视角看，创新团队的建设问题是一个复杂系统的优化和控制问题。复杂系统具有：1）自适应性/自组织性(self-adaptive/self-organization)。2）不确定性（uncertainty）。3）涌现性（emergence）。4）预决性（Finality）。5）演化（Evolution）。6）开放性（opening）。而计算智能的这些方法具有自学习、自组织、自适应的特征，创新团队的建设是具 有一定的研究价值的。 1在专家指导下的自学习、自组织、自适应计算 智能特点提到，模糊系统善于描述和利用经验知识;神经网络善于直接从数据中进行学习，把人工神经网络与专家系统结合起来，建立一个混合的系统，要比各自单一地工作更为有利。创新团队在相关专家的指导下，突出学生自由组建、自主管理、自我服务的特色。在明确团队任务的前提下对团队人数、组成人员条件及内部控制制度做些原则性的规定，赋予团队负责人充分的权力如决定团队成员构成、支配内部经费、对团队成员进行分工和考核等，保证其对团队工作直接 有效的管理。 2合作与竞争意识 计算智能特点提到，进化计算善于求解复杂的全局最优问题，具有极强的稳健性和整体优化性。种群的进化过程就是优胜劣汰的自然选择过程。团队建设的基石是合作与竞争理论。Deutsch早就指出，如果人们处于散乱的、互不相干的独立竞争关系，认为双方目标之间没有关系，那么，在资源有限的情况下，人们会表现得更为自私，彼此之间的利益存在冲突，这种关系会引起组织内耗和人际关系紧张，最终导致低生产率和低创造率。Dcutsch认为，应该使人们在组织中具有共同目标，在共同目标下合作共事。具有合作关系的人们会相互尊重、共享信息和资源，他们会将他人的进步看成对自己的促进，并交流意见和取长补短，现代科学的进步表明，今天每一项科技成果的取得，差不多都是多学科协同作战的结果。大学科研团队的建设就是要很好地贯彻这种理 念，在适度的竞争与合作之间构建这种理念。 3融入计算智能思想的协同学习 团队人们在研究人类智能行为中发现，大部分人类活动都涉及多个人构成的社会团体，大型复杂问题的求解需要多人或组织协作完成，师生之间的关系也更强调合作和共同发展。随着计算机网络、计算机通信和并发程序设计的发展，分布式人工智能逐渐成为人工智能领域的一个新的研究热点，它是以智能Agent概念为研究核心。虽然每个智能Agent都是主动地、自治地工作，多个智能Agent在同一环境中协同工作，协同的手段是相互通信。计算智能与分布式人工智能结合则是研究在逻辑上或物理上分散的智能动作如何协调它们的知识、技能和规划，求解单目标或多目标问题，因此这也为设计和建立大型复杂的智能系统或计算机支持的协同学习 工作提供了有效途径。 4选好综合能力强的团队带头人 计算智能特点提到，对复杂系统的控制，要用处理各种不确定的智能方法，这就要求团队带头人有处理复杂问题的综合能力。科技创新团队应是由不同类型的人为实现特定的目标组成的群体。激励和聚合大家的力量，负责内部的计划、组织、指挥、协调和控制等方面组织工作，必须要有一位核心人物，即学术带头人。优秀的学术带头人是高校科技创新团队必备的要素。团队的带头人处于沟通、协调团队内外的中心位置，是团队其他成员获得工作方向、具体任务、工作目标等信息的主要来源，是团队维持士气、活力、凝聚力的中心环节和纽带，在很大程度上决定了整个团队的学术水平、科研风格和文化氛围。同时对团队整体加强协调与组织，提 高团队的内部凝聚力。 5加强交流，资源公享计算 智能特点提到自适应，进化机制，是建立在信息传输基础上的。团队成员之间进而形成了彼此间紧密合作、资源共享的伙伴关系。通过彼此间的紧密合作，使团队成员不再是一个独立的个体，而是共同承担责任、积极面对挑战的一个集体。在这个集体中，团队成员的合力要远远大于每个成员能力简单相加的总和。因此，在科研团队的建设中，良好的沟通渠道能促进成员之间的团结合作，使组织中的每个成员都为组织的发展倾尽所有。团队成员之间进而形成了彼此间紧密合作、资源共享的伙伴关系。通过彼此间的紧密合作，使团队成员不再是一个独立的个体，而是共同承担责任、积极面对挑战的一个集体。在这个集体中，团队成员的合力要远远大于每个成员能力简单相加的总和。因此，在科研团队的建设中，良好的沟通渠道能促进成员之间的团结合作，使组织中 的每个成员都为组织的发展倾尽所有。 6配备优势互补的成员 在计算智能机制的调控，非线性复杂系统有涌现性特征。所谓涌现性，就是肩负不同角色的组件间通过多种交互模式、按局部或全局的行为规则进行交互，组件类型与状态、组件之间的交互以及系统行为随时间不断改变，系统中子系统或基本单元之间的局部交互，经过一定的时间之后在整体上演化出一些独特的、新的性质，形成某些模式，这便体现为涌现性。子系统之间的相互作用，可导致产生与单个子系统行为显著不同的宏观整体性质。涌现性也体现为一种质变，主体之间的相互作用开始后，系统能自组织、自协调、自加强， 并随之扩大，发展，最后发生质变，即发生了涌现。 3结束语 计算智能理论对处理复杂系统的优化和控制问题是有效，计算智能原理在创新团队实践中的启发是多方面的。目前就团队理论的研究还有待与深入，利用计算智能原理与方法来指 导建设大学生创新项目团队，是一种新的思路。 参考文献： [1]王海鹰基于多智能体协同进化机制的学术团队建设中国 校外教育2010， [2]Wang HCooperative agent-based evolutionary mechanism of the management team of Enterprise innovation[C2010 IEEE International Conference on AdvanceManagement Science(IEEE ICAMS 2010)2010- [3]李慧波团队精神新华出版社 
提供两篇供参考 科技小论文-煤气灶为什么会出现红色的火焰 我只知道煤气灶会喷出蓝色的火焰和红色的火焰，总觉得是一件天经地义的事情，但科学事实证明，这小小的两个火焰还有一番大学问呢！你不信？那就瞧瞧看吧！ 暑假的一天早上，我在刷牙洗脸，妈妈在一旁煮早餐：两个香肠包、两个煎蛋和一瓶蛋奶。在无意中，我发现，那锅下面蓝色的火焰中不时会闪现出红色的火焰。这是为什么呢？事后，我便向妈妈请教，谁知妈妈也 不知道为什么。于是我便向家里的“博士”爸爸请教，爸爸听了我的疑问，笑了，便把我领到灶台边，开始解答我的疑问。 “首先，先说说红色火焰出现的原因。”爸爸说。“一个原因是煤气灶的风口关得太严了，进到灶里的空气太少了。顺便说一句，风口也不能开的太大，要不然红色的火焰还是会出现。”边说，边用手指着煤气灶底下的一个地方，这个地方就是控制风口开关大小的地方。“还有另一个原因，就是出火口的灰尘太多了。”这时，我又问爸爸：“爸爸，这种火红色的火焰有什么危害吗？”爸爸回答道：“这火焰会使锅底结起一层黑糊糊的东西，这东西会影响传热，那我们就得花更多的煤气和更多的火把东西做熟，造成浪费。为了杜绝这种现象，儿子，我要教你‘消灭’这种红色火焰。”我听了，有点晕晕的感觉。 “把煤气灶打开。”于是，我便把煤气灶的打火钮按了下去，并往左扭了一下。顿时，蓝色的火焰升了起来。爸爸说：“这种情况说明恰到好处了。”接着，他又说：“你把风口的开关向左扭到尽头试试。”谁知，我刚照办，一些红色的火焰便取代部分蓝色火焰，出现在我们眼前。爸爸说：“这种情况就说明要调整了。把开关扭回刚才的位置。”果然，我一照办，所有的火焰立刻又都是蓝色的了。哇！真不愧是“博士”爸爸，一下把我还不懂的事情全都解决了，真厉害！姜还是老的辣！ 科技小论文-人或动物的生存与植物的关系 前几年，我们家搬进了现在的新房子。刚搬完家的时候，叔叔阿姨们就给我们家送来了好几盆花和几株树。门口、客厅里、房间里和阳台上都摆上了各式各样的花草树木。我对爸爸说：“我们家都有成植物园了，摆那么多的植物干吗？”爸爸笑着说：“植物能制造气氛，净化空气，人和动物谁都离不开它们，离开了它们都有不能生存。”用处多着呢人或动物离开植物后不能生存？为什么人或动物离开植物后不能生存？我将信将疑。决定做几个小实 验来证明这个问题，来解除我心中疑虑! 星期天，我从宠物店里买来两只老鼠。这两只可怜的小老鼠即将成为我的实验品。它们不停地挣扎着，圆溜溜的小眼睛一直瞪着我。我把第一只小巧玲珑的老鼠放在一个大鱼缸里，再把鱼缸封得严严实实的，生怕瓶里的空气与外界的空气相通。我仔细地观察着，只见小老鼠沿着鱼缸壁，绕着缸底快速地向前窜。咦，小老鼠不是活得好好的吗？难道爸爸说的不是真的？可是，没过几分钟，只见小老鼠绕圈的速度越来越慢，直到彻底没劲了，奄奄一息的样子。这时，我把包鱼缸的塑料拿开，捉出第一只小老鼠，放进第二只小老鼠，把它搬进四盆枝繁叶茂的植物中。然后再一次盖上那些塑料。我不停地拍打鱼缸，只见小老鼠惊慌地乱窜，过了好久也没有看到它要咽气的样子。这个实验真的证明了植物可以输送动物所需要的氧气。 为了进一步证明人类和动物对植物的依赖性。我来到我们老家附近一个工厂。那儿的空气里到处弥漫着一股哝哝的灰尘味，熏得我直咳嗽。我感到十分难受。然后，我又跑向我们家屋后的一片竹林里，那是一个空气新鲜的地方，我感觉极为清爽。呼吸着新鲜空气，人也舒服很多。这个实验证明植物可以净化空气，使人呼吸顺畅。 所以这两个实验足以证明，人类和动物的生存与植物有密切的关系。这其中到底有多大的科学道理呢？带着好奇我跑到图书馆去查阅了许多的有关科技的书籍，还上网查询，总结出了以下几点： 1、人必须依靠植物提供氧气，只有植物才能制造氧气。如果说一个人几天不吃饭、几天不喝水且有一息尚存的话，几分钟就可能性命难保，氧气可是人生命活动的第一需要呀！一个成年人每天呼吸约2万多次，吸入氧气75千克，呼出二氧化碳9千克。 2、动物与植物的呼吸，物质的燃烧，也都要消耗氧气，释放二氧化碳。这样一来，空气中的氧气不就一天天增加么？不！天地间之所以没有产生过这种危机，就是因为植物既是天然氧气“制造厂”，又是二氧化碳的“广阔市场”。 3、有人做过统计，1公顷阔叶林，在生长季节每天能制造氧气750千克，吃掉二氧化碳1000千克。所以算起来，只要有10万平方米的林木，就可以供给一个人氧气的需要量，并把呼出的二氧化碳吸收掉。因为有植物源源不断地补充氧气，空气中的氧气才能保持基本恒定。相反，如果没有植物，地球上的氧气只要500年左右的时间既可以用完。 所以，人类和动物能够维持生命，活动时所需要的氧气，必须归功于绿色植物。植物与我们人类和动物的生命有着相当密切的关系。在此，我呼吁全社会的人们不要再砍伐树木，不要再糟蹋绿色植物了，让植物成为我们最好的朋友！让我们永远生活在绿色植物当中，享受它释放氧气所带给我们的新生活！
