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2023-02-19 01:27:13
2023-02-19
智能算法是計算智能方法的算法形式，是人工智能在智能感知、智能決策與智能規劃等方面的常用技術方法。智能算法在現階段通常表現為進化計算、群體智能、機器學習等算法及其組合，涉及范圍較廣。目前，智能算法的相關著作主要集中在理論、方法與仿真實驗方面，較少涉及實際應用，特別是人工智能前沿領域的應用。因此，由智能算法研究中心黃翰教授主編的《智能算法理論與實踐》一書立足于前沿研究成果，旨在為智能算法的實踐工作者提供一本包含實際案例的參考書籍。
圖1 《智能算法理論與實踐》封面
內容簡介：
《智能算法理論與實踐》主要講解智能算法的理論和實際應用。在理論方面，本書闡述了智能算法計算時間分析的新方法。在應用方面，本書介紹了智能算法在計算機視覺、物流規劃、軟件測試以及多目標優化領域的應用。本書內容詳實，語言簡明流暢，可以作為高等院校計算機應用技術、軟件工程與人工智能等專業的高級算法課程教材，也可作為算法工程師的選讀書籍。
圖2 《智能算法理論與實踐》目錄
在計算機視覺領域，本書從圖像處理與分析的底層關鍵技術問題——摳圖入手，在數學建模、算法設計、工程應用等方面探討了包括人臉檢測、人臉識別、行人檢測在內的多個啟發式優化摳圖算法應用實例，為計算機視覺領域的技術研發與落地提供了實用參考。
圖3 智能算法研究中心啟發式優化摳圖算法的應用
在軟件工程領域，軟件測試是軟件開發過程中必要但非常耗費人力的技術活動。軟件測試用例自動生成技術可以大大減少軟件測試在程序單元測試中的人力消耗，但實際軟件程序的測試用例編碼空間往往非常龐大，這將造成測試用例生成技術的計算代價較高。在第3章中，本書基于啟發式優化的思想介紹了自適應評估函數和關聯矩陣等智能算法策略，提出通過優化算力分配顯著提高軟件測試用例自動生成算法的性能，并通過霧計算、自然語言處理和區塊鏈智能合約等實際軟件工具包和公開程序進行了驗證，為軟件工程前沿技術的研發提供了有益參考。
圖4 智能算法研究中心自主研發的軟件體檢系統
智能物流是人工智能與現代物流領域的研究熱點。雙層車輛路徑問題是新時代物流體系中一個關鍵的優化問題，也是管理科學領域的一個公開難題。本書系統性地梳理了2E-VRP的問題背景、數學模型與研究現狀，介紹了求解該問題的前沿智能算法，重點講述了用模糊進化算法解決雙層調度矛盾從而實現2E-VRP高精度求解的新技術。本書還展示了這些研究成果在城市物流規劃與大型港口業務調度中的應用與相關產業化實例，可以為智能物流的管理規劃與技術研發提供有效指導。
圖5 智能算法求解2E-VRP的落地應用案例：物流多層調度
此外，本書還介紹了多目標優化智能算法在軟件配置方面的新應用，希望能給運用多目標優化算法求解實際復雜優化問題的研究與技術人員帶來啟發。
最后，本書介紹了連接理論研究與應用實踐的計算時間復雜度估算方法，為智能算法的應用提供了強有力的理論支持，智能算法研究中心也為智能算法的應用者提供了時間復雜度分析的實用工具。
圖6 智能算法研究中心自主研發的進化算法時間復雜度估算系統
（系統網址：www.eatimecomplexity.net）
作者簡介：
黃翰，男，博士，華南理工大學軟件學院教授、博士生導師，國家級青年人才項目入選者，廣東省杰出青年基金獲得者；兼任國際學術期刊IEEE Transaction on Evolutionary Computation（IF: 16.497）、Complex & Intelligent Systems（IF: 6.700）以及IEEE Transactions on Emerging Topics in Computational Intelligence（IF: 4.851）副編、大數據與智能機器人教育部重點實驗室副主任、中國仿真學會智能仿真優化與調度專委會副主任、中國工業與應用數學學會大數據與人工智能專委會副秘書長等職務；CCF杰出會員和IEEE高級會員；主持國家和省部級重大項目等10多項課題，以第一作者或通訊作者身份在IEEE TCYB、IEEE TETC、IEEE TSE、IEEE TEVC、IEEE TIP、IEEE TFS和《中國科學》等專業學術期刊發表論文80多篇，代表作入選ESI；以第一發明人授權國家發明專利36項、美國發明專利6項；以主要完成人獲廣東省科技進步一等獎、廣東省自然科學二等獎、中國仿真學會優秀論文獎和中國圖形圖像學會科技進步二等獎等；長期致力于智能算法的理論、應用與產業生態的研究。
郝志峰，教授、博士生導師，汕頭大學黨委副書記、校長，兼任教育部大學數學教學指導委員會副主任委員、中國工業與應用數學學會大數據與人工智能專委會副主任、全國大學生數學建模競賽組委會委員、廣東省超級計算機應用產業聯盟理事長。主要研究方向為：代數學及其應用、數據科學理論、人工智能、數學建模等。主持國家重點研發計劃項目、國家自然科學基金-廣東省聯合基金項目等國家、省部級項目40余項，近年在TNNLS、TKDE、PR、Bioinformatics、《中國科學》等國內外重要刊物上發表高質量論文逾80篇。曾獲國家優秀教學成果獎二等獎、廣東省科學技術獎、廣東省自然科學獎二等獎、教育部自然科學獎二等獎、廣東省優秀教學成果一等獎，獲第十屆廣東青年五四獎章、第九屆廣東省丁穎科技獎、國家專利獎優秀獎、“2020智慧城市先鋒榜領軍人物”、新世紀優秀人才支持計劃、廣東省“南粵優秀教師”等榮譽。
希望本書能起到拋磚引玉的作用，為從事智能算法應用的實踐者提供一些參考，同時也非常歡迎同行在閱后與我們一起交流智能算法的研究與學習心得！
總編：黃翰
責任編輯：袁中錦
文字：鄧淇
圖片：袁中錦
校稿：何莉怡
時間：2023年1月6日
