Learning and Intelligent Optimization

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作者:Watson, Jean-Paul 编
出品人:
页数:243
译者:
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价格:$ 79.04
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isbn号码:9783540926948
丛书系列:
图书标签:
  • 机器学习
  • 优化算法
  • 智能优化
  • 深度学习
  • 进化计算
  • 元启发式算法
  • 运筹学
  • 人工智能
  • 算法设计
  • 优化理论
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具体描述

This book constitutes the thoroughly refereed post-conference proceedings of the Second International Conference on Learning and Intelligent Optimization, LION 2007 II, held in Trento, Italy, in December 2007. The 18 revised full papers were carefully reviewed and selected from 48 submissions for inclusion in the book. The papers cover current issues of machine learning, artificial intelligence, mathematical programming and algorithms for hard optimization problems and are organized in topical sections on improving optimization through learning, variable neighborhood search, insect colony optimization, applications, new paradigms, cliques, stochastic optimization, combinatorial optimization, fitness and landscapes, and particle swarm optimization.

《数字孪生与工业元宇宙:从概念到实践》 本书简介: 在信息技术飞速发展的今天,物理世界与数字世界的深度融合已成为推动产业升级和社会进步的关键驱动力。本书《数字孪生与工业元宇宙:从概念到实践》深入剖析了数字孪生(Digital Twin)和工业元宇宙(Industrial Metaverse)这两大前沿技术体系的理论基础、核心技术栈、关键应用场景及其未来的发展趋势。 本书旨在为读者提供一个全面、系统且极具操作性的知识框架,帮助理解如何利用先进的仿真、建模、物联网(IoT)、人工智能(AI)以及扩展现实(XR)技术,构建一个高保真、实时交互的虚拟数字空间,进而赋能实体工业生产、城市管理乃至复杂系统的优化决策。 第一部分:数字孪生的理论基石与技术架构 第一章:数字孪生的起源、定义与演进 本章首先追溯了数字孪生概念的哲学根源与工程实践的早期萌芽,例如NASA在航天工程中对物理实体进行远程状态监测和预测的需求。随后,本书明确界定了数字孪生的核心要素:物理实体(Physical Entity)、虚拟模型(Virtual Model)、连接与数据流(Connection and Data Flow),以及服务与应用(Service and Application)。我们详细阐述了数字孪生从早期的“数字模型”到具备实时反馈和预测能力的“智能孪生”的演进路径,并对比了其与传统仿真(Simulation)和虚拟现实(VR)技术的本质区别。理解这种差异是掌握数字孪生技术应用的前提。 第二章:支撑数字孪生的关键技术栈 数字孪生并非单一技术,而是一个复杂的技术集成体。本章聚焦于支撑数字孪生平台构建的核心技术层: 1. 数据采集与感知层: 详述了工业物联网(IIoT)传感器、边缘计算设备在海量、异构数据实时采集中的作用。重点讨论了时间同步、数据清洗与标准化处理的挑战与解决方案。 2. 建模与仿真层: 探讨了构建高保真虚拟模型的多种方法,包括基于CAD/CAE的几何建模、基于物理机理的系统建模(如有限元法FEM、计算流体力学CFD),以及面向复杂系统行为建模的离散事件仿真技术。 3. 数据集成与知识图谱: 讲解了如何打破传统数据孤岛,利用知识图谱技术对不同来源、不同格式的工程数据进行语义化关联,为数字孪生的智能分析提供结构化支撑。 4. 人机交互与可视化: 涵盖了三维可视化引擎、地理信息系统(GIS)与数字孪生的集成,以及沉浸式技术(如VR/AR)在孪生体交互中的应用。 第三章:数字孪生的生命周期管理与成熟度评估 一个有效的数字孪生系统必须贯穿于物理资产的整个生命周期:从设计(Design)、制造(Manufacture)、运营(Operation)到维护(Maintenance)和退役(Decommissioning)。本章提供了基于生命周期阶段划分的数字孪生应用路线图。同时,引入了国际上认可的数字孪生成熟度模型(如DMTM),帮助企业客观评估当前数字孪生部署的水平,并制定分阶段的升级策略。 第二部分:工业元宇宙的构建逻辑与实践路径 第四章:工业元宇宙的内涵与数字孪生的角色 工业元宇宙是数字孪生技术在沉浸式、协同化和业务化方向上的升华。本章首先界定了“元宇宙”在工业领域的特定含义——它强调高度沉浸感、持久性、实时互操作性和经济系统。我们深入分析了数字孪生如何作为工业元宇宙的“骨架”和“数据源”,提供高保真的虚拟映射,而工业元宇宙则负责提供协作的“空间”和沉浸式的“体验”。 第五章:构建工业元宇宙的关键技术协同 工业元宇宙的实现依赖于多个前沿技术的深度融合: 1. 沉浸式体验技术(XR): 详细解析了虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和混合现实(MR)在远程协作、设备操作指导和沉浸式培训中的具体部署案例和技术瓶颈。 2. 空间计算与实时渲染: 探讨了如何处理大规模工业场景(如整条生产线或大型工厂)的数据负载,实现高帧率、低延迟的实时三维渲染,确保用户体验的流畅性。 3. 去中心化与互操作性(可选探讨): 讨论了区块链等技术在工业数据安全、资产确权以及跨企业、跨平台数字孪生体互操作性方面潜在的作用。 第六章:工业元宇宙在核心业务流程中的应用 本章通过详尽的行业案例,展示工业元宇宙如何重塑关键工业流程: 远程协同与维护: 工程师如何通过“空间锚定”的AR技术,对偏远地区的设备进行远程诊断和指导,实现零停机时间。 沉浸式培训与安全演练: 建立高度仿真的危险环境(如高压电气室、化工反应堆),进行“零风险”操作训练和应急预案演练。 人机交互(HMI)的革命: 阐述如何用三维空间化的操作界面取代传统二维屏幕,提升复杂设备的操作直观性和效率。 第三部分:应用、挑战与未来展望 第七章:跨行业数字孪生与工业元宇宙的典型案例分析 本章精选了来自航空航天、智能制造、能源电力和智慧城市等领域的标杆案例。分析这些案例如何成功集成数字孪生技术,并在此基础上构建了具备协作和沉浸特性的虚拟空间,实现了效率提升、成本降低和产品质量的显著改善。重点关注案例中的技术选型逻辑和实施过程中的关键成功因素。 第八章:实施过程中的挑战与风险管理 尽管前景广阔,数字孪生与工业元宇宙的落地面临诸多现实挑战: 1. 数据治理与安全: 如何在保证数据实时性的同时,有效隔离和保护高价值的知识产权数据。 2. 投资回报率(ROI)的量化: 如何建立科学的评估体系,证明前期高昂的软硬件投入带来的长期效益。 3. 跨学科人才的培养: 掌握建模、仿真、数据科学和沉浸式开发等复合技能的人才短缺问题。 第九章:趋势展望:迈向自主、智能的工业宇宙 本书最后展望了数字孪生和工业元宇宙的未来发展方向。重点探讨了自主优化(Self-Optimizing Twins)、物理世界与虚拟世界的双向驱动(Closed-Loop System)、以及大规模、开放式工业元宇宙生态的构建愿景。强调了人工智能,特别是强化学习在未来孪生体自主决策中的核心地位。 通过深入阅读本书,读者将不仅掌握数字孪生和工业元宇宙的理论框架,更能理解如何系统地规划和实施相关项目,站在技术前沿,驱动企业的数字化和智能化转型。

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读后感

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用户评价

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对于一个在算法领域摸爬滚打多年的工程师来说,一本能够带来新启发、新技术的好书是极其宝贵的。《Learning and Intelligent Optimization》这个书名,听起来就充满了技术含量和前沿性。我希望这本书能够让我跳出固有的思维模式,看到一些新的研究方向和工程实现的可能性。我尤其关心书中是否会探讨如何设计更有效的“组合优化”策略,将不同的学习模型和优化算法进行有机结合,以应对更为复杂和动态的实际问题。例如,在推荐系统领域,如何利用用户行为数据进行个性化学习,并结合图神经网络(GNN)和强化学习的思路,来动态地优化推荐列表的生成?在自动驾驶领域,如何融合传感器数据进行环境感知学习,并采用实时优化的方法来规划车辆的行驶路径?我还希望书中能够提及一些关于“元学习”(meta-learning)和“ AutoML ”(Automated Machine Learning)的内容,因为自动化地学习如何学习和如何优化,是未来AI发展的重要趋势。如果这本书能够提供一些实际代码示例或开源工具的链接,那将大大提升其实用性。

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终于等来了这本书!我一直对“学习”和“智能优化”这两个概念充满了好奇,尤其是在当前人工智能飞速发展的时代,它们的应用前景更是让我着迷。我一直认为,要真正理解和掌握人工智能的核心,就必须深入了解这两个底层驱动力。这本书的标题《Learning and Intelligent Optimization》完美契合了我的求知欲,它仿佛为我打开了一扇通往AI奥秘的大门。我期待这本书能够系统地阐述学习理论是如何与优化算法相结合,驱动智能系统不断进步的。我特别想知道,书中会如何讲解不同类型的学习方法,比如监督学习、无监督学习、强化学习等等,它们各自在优化过程中扮演着怎样的角色?同时,智能优化算法的种类繁多,从经典的遗传算法、粒子群算法,到更前沿的深度强化学习中的策略梯度方法,书中会如何选择和呈现这些算法?我希望它能不仅仅是列举公式和算法,更能深入剖析其背后的数学原理和直观意义,让我能够真正理解它们是如何在复杂的环境中找到最优解的。此外,我还会关注书中是否会包含一些实际的应用案例,比如在机器学习模型训练、机器人控制、金融预测等领域的应用,这些案例将有助于我将理论知识转化为实际技能。总而言之,这本书的出现,让我对深入探索AI的内在机制充满了无限的期待。

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这本书的封面设计就让我眼前一亮,那种简洁而又充满力量感的排版,似乎预示着内容将是严谨而又深刻的。我之前接触过一些关于机器学习的入门书籍,但总感觉它们停留在“如何使用”的层面,而对于“为什么”和“如何更深层地优化”的理解却不够透彻。《Learning and Intelligent Optimization》这个名字,让我觉得它正是弥补我知识空白的那个关键点。我非常期待书中能够对“学习”这一过程进行更本质的剖析,比如从信息论、统计学等角度来解释学习的发生机制,以及不同学习模型在数据稀疏、噪声干扰等情况下的鲁棒性表现。而“智能优化”部分,我希望能够看到一些非传统的优化思路,不仅仅是梯度下降的变种,或许还会有一些受自然启发的算法,例如蚁群优化、布谷鸟搜索等,以及它们在解决高维、多模态、非凸优化问题时的独特优势。我非常看重书籍的理论深度和思想的高度,希望作者能够用清晰的逻辑、严谨的论证,将复杂的概念化繁为简,让我们这些非数学专业背景的读者也能领略其精妙之处。如果有章节专门讨论优化目标函数的选择、约束条件的处理、以及算法收敛性的理论分析,那将是再好不过了。

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作为一名对人工智能领域充满热情的学生,我一直在寻找能够帮助我建立扎实理论基础的教材。《Learning and Intelligent Optimization》这个书名,立刻吸引了我的注意。我知道,无论是在理论研究还是在工程实践中,对学习和优化的深刻理解都是至关重要的。我期待这本书能够成为我探索AI世界的一块基石。我希望它能够系统地介绍各种机器学习模型,不仅仅是简单的分类和回归,而是能够深入讲解模型的内在结构、参数更新机制以及它们是如何从数据中“学习”到知识的。在优化方面,我希望看到一些关于全局优化算法的讲解,比如模拟退火、差分进化等,以及它们在解决非线性、多模态优化问题上的应用。另外,我非常关注书中是否会涉及强化学习中的探索与利用(exploration-exploitation)问题,以及如何设计有效的奖励函数和状态表示,来引导智能体在复杂环境中学习最优策略。如果书中还能包含一些关于算法的复杂度分析、收敛性证明,以及如何评估和比较不同优化算法的性能,那将对我未来的学术研究非常有帮助。

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最近工作上遇到了一些瓶颈,尤其是在处理大数据分析和模型迭代优化方面,感觉现有方法效率不高,而且容易陷入局部最优。朋友推荐了我这本《Learning and Intelligent Optimization》,听起来非常契合我当前的实际需求。我希望这本书能够提供一些切实可行的解决方案,让我能够更有效地指导团队进行算法改进和模型调优。我特别想知道,书中会不会深入讲解如何根据不同的业务场景和数据特性,来选择最合适的学习算法和优化策略。例如,在时间序列预测中,如何结合循环神经网络(RNN)或长短期记忆网络(LSTM)进行序列学习,并通过特定的优化算法(如Adam、RMSprop)来加速模型收敛并提高预测精度?在图像识别领域,如何利用卷积神经网络(CNN)的强大特征提取能力,并配合带有动量的随机梯度下降(SGD with Momentum)或自适应学习率方法进行训练?我更希望书中有一些关于“迁移学习”、“域适应”等概念的探讨,因为在实际应用中,我们常常需要在不同但相关的任务之间迁移知识,这本身就是一个复杂的学习和优化过程。这本书的出现,让我看到了突破现有技术难题的希望。

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