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基于交互式遗传算法的创新设计启发引擎

作　者: 朱劲锋
导　师: 文贵华
学　校: 华南理工大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 创新设计交互式遗传算法专利挖掘文本处理
分类号: TP18
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 60次
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内容摘要

人类社会的发展,需要依靠科学技术的进步,特别是技术的应用以及新技术的发明。然而,发明过程中需要吸收前人的发明成果,遵循发明的基本原则,加以人脑中独特的创新思维功能,才能进行有效的创新发明活动。但是一方面人脑需要掌握海量的专业领域知识,要求大量的时间与精力;另外一方面又受到思维定势的局限,往往只能在熟悉的知识领域中进行联想创造,是创新发明成功的一大障碍。随着计算机技术的发展,在创新发明活动过程中,计算机能起到的作用越来越大,其思维辅助作用也成为了研究热点。本文首先分析创新计算研究现状,然后总结了基本的创新计算理论模型以及其心理学基础;在此基础上针对人类发明过程中的思维定势问题,设计并实现了一个B/S结构的原型系统——基于交互式遗传算法的创新设计启发引擎,给出了具体的解决方案以及相关技术的细节,特别是详细讨论了交互式遗传算法流程中各环节的实现方法,提出了包含实质性审查、交互评价以及机器预评三个因素的适应度函数构建方法;最后通过实验说明创新设计启发引擎产生的思维辅助作用,能够为用户带来一些“新想法”。除专利名称外,该引擎还加入了专利的主分类号和摘要两部分数据,加大对专利数据进行挖掘的力度,增强了思维辅助的效用。由于引擎所处理的原始对象是专利文本,因此详细分析了专利文本的结构特征后进行染色体编码,并针对实际情况实现了遗传算子。为解决交互式评价过程给用户带来的额外负担,提出了交互过程自适应的交互式遗传算法,引入机器学习的方法,实现自动化预评价和结果聚类的功能,增强了机器的自动化能力和系统的用户体验。创新设计启发引擎是对专利文本挖掘研究进行更深一层次的尝试性探索,同时也为创新计算领域的研究做出了一定的贡献。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-17
  1.1 课题背景  9-11
  1.2 研究基础  11-13
  1.3 专利挖掘与创新计算的国内外现状  13-15
  1.4 本文研究内容  15-16
  1.5 本章小结  16-17
第二章创新计算理论模型  17-26
  2.1 创新计算研究概述  17-18
  2.2 创新的心理学基础与认知理论  18-20
  2.3 思维的联想过程以及方法  20-22
  2.4 创新计算发明方法  22-24
  2.5 创新计算评价研究现状  24
  2.6 创新计算的应用  24-25
  2.7 本章小结  25-26
第三章创新设计启发引擎设计及相关技术  26-46
  3.1 创新信息化技术平台与创新设计启发引擎简介  26-27
  3.2 创新设计启发引擎系统的设计  27-30
  3.3 创新设计启发引擎的实现环境以及工具  30-31
  3.4 专利数据获取以及数据清洗  31-32
  3.5 创新设计启发引擎中的文本处理技术  32-41
  3.6 专利信息分析技术  41-45
  3.7 本章小结  45-46
第四章创新设计启发引擎中的交互式遗传算法  46-63
  4.1 创新设计与遗传算法  46
  4.2 交互过程自适应的交互式遗传算法  46-51
  4.3 创新设计启发引擎中交互式遗传算法模块关系  51
  4.4 染色体编码方案和群体初始化  51-54
  4.5 遗传算子  54-57
  4.6 适应度函数的构造  57-61
  4.7 创新设计启发引擎的参数表  61-62
  4.8 本章小结  62-63
第五章实验与结果分析  63-71
  5.1 实验方法设计  63-65
  5.2 实验数据以及实验结果  65-70
  5.3 本章小结  70-71
结论  71-73
参考文献  73-76
附录实验指引以及调查问卷  76-82
攻读硕士学位期间取得的研究成果  82-83
致谢  83

基于交互式遗传算法的创新设计启发引擎

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