基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的人工魚(yú)行為模擬.pdf

1、用計(jì)算機(jī)模擬真實(shí)動(dòng)物的思考和行為是一個(gè)富有吸引和挑戰(zhàn)的課題。本文探究了對(duì)人工魚(yú)智能行為模擬的方法。該研究目的不是人工魚(yú)的逼真可視化效果，而是關(guān)注對(duì)魚(yú)類真實(shí)行為的模擬。
　　本文創(chuàng)新點(diǎn)有兩個(gè)，一是我們描述了一個(gè)對(duì)人工魚(yú)類智能行為模擬的理論模型。該理論模型適用于一般的智能人工魚(yú)，且具有可擴(kuò)展性，可以用其模擬各種魚(yú)類的行為。通過(guò)加入不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)不同行為的模擬。二是本文引入SOM網(wǎng)絡(luò)等神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，人工魚(yú)在無(wú)監(jiān)督的學(xué)習(xí)下改進(jìn)自

2、己的行為，實(shí)現(xiàn)人工魚(yú)自適應(yīng)和自學(xué)習(xí)能力。
　　本文介紹了在這個(gè)理論模型基礎(chǔ)上，我們構(gòu)建的一個(gè)實(shí)際的人工魚(yú)模型。該模型分為感知模型、思維模型和行為模型三個(gè)子模塊。其中感知模型模擬的是魚(yú)類的感覺(jué)器官。思維模型包含的是多個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)，每個(gè)神經(jīng)系統(tǒng)完成其負(fù)責(zé)的任務(wù)功能。在我們的實(shí)例中，包含意圖生成系統(tǒng)、定點(diǎn)喂食學(xué)習(xí)系統(tǒng)和障礙物規(guī)避學(xué)習(xí)系統(tǒng)。其中意圖生成系統(tǒng)應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，產(chǎn)生每一時(shí)刻下人工魚(yú)的意圖。定點(diǎn)喂食學(xué)習(xí)系統(tǒng)應(yīng)用SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模

3、型，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)，可以對(duì)食物的位置有記憶。障礙物規(guī)避學(xué)習(xí)系統(tǒng)也應(yīng)用SOM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間訓(xùn)練，對(duì)可活動(dòng)的區(qū)域位置有記憶。行為模型是根據(jù)思維模型的指令完成人工魚(yú)活動(dòng)的模塊，這部分的實(shí)現(xiàn)主要由三維模型的空間變換來(lái)模擬，主要目的是為行為模擬的準(zhǔn)確性分析呈現(xiàn)一個(gè)方便觀察的結(jié)果。
　　本文對(duì)智能人工魚(yú)的實(shí)例模型做了程序?qū)崿F(xiàn)。本課題使用Unity3D游戲引擎作為場(chǎng)景搭建工具。不關(guān)注人工魚(yú)生理結(jié)構(gòu)，只用三維模型來(lái)表示人工魚(yú)。對(duì)最