區(qū)塊鏈的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)你有沒有掌握

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在解決分類、回歸、函數(shù)估計(jì)和降維等問題中非常有用。然而，不同的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠在某些問題上獲得更高的性能。本文將概述最常見的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)——包括遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和腦回神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——以及如何實(shí)現(xiàn)它們來幫助區(qū)塊鏈技術(shù)。

腦回神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

腦回神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNNs）是一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，旨在捕捉輸入數(shù)據(jù)中越來越復(fù)雜的特征。要做到這一點(diǎn)，CNNs是由一系列的圖層構(gòu)成的，每個(gè)圖層由一系列立方體形狀的濾鏡組成。在CNNs中最常用的層是腦回層、最大池層和全連接層。

?腦回層：腦回層由一組立方形濾波器組成，這些濾波器通過計(jì)算兩者的點(diǎn)積與輸入數(shù)據(jù)腦回，形成所謂的腦回特征映射。腦回層的目標(biāo)是從輸入數(shù)據(jù)中提取特征，并且通常在同一網(wǎng)絡(luò)中使用多個(gè)腦回層，以便在數(shù)據(jù)傳播時(shí)學(xué)習(xí)越來越復(fù)雜的特征。

?池化層：池化層定期插入到腦回網(wǎng)絡(luò)中，負(fù)責(zé)縮小腦回特征的空間大小。這樣做的主要原因是通過降維來降低處理數(shù)據(jù)所需的計(jì)算能力。一般來說，通常使用兩種類型的池層：最大池層和平均池層。

?全連接層：全連接層被添加到網(wǎng)絡(luò)的末端，并作為腦回層和池層的扁平向量表示的輸入。本質(zhì)上，完全連通層代表一個(gè)規(guī)則的完全連通神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練目的是對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。全連通層的輸出是一維向量，表示輸入數(shù)據(jù)屬于某一類的概率。

遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

許多機(jī)器學(xué)習(xí)問題需要分析數(shù)據(jù)，在這些數(shù)據(jù)中可以觀察到單個(gè)訓(xùn)練實(shí)例之間的關(guān)系。在處理所謂的排序問題時(shí)就是這種情況：輸入到網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)點(diǎn)的序列（通常稱為“時(shí)間序列”）。

可以找到許多表示這種數(shù)據(jù)序列的實(shí)際例子，包括日常氣溫、個(gè)別股票的收盤價(jià)或一個(gè)句子所代表的單詞序列。從這些示例中可以清楚地看到，有價(jià)值的信息可能按照實(shí)例表示到網(wǎng)絡(luò)的順序隱藏。為了獲取這些信息，需要更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，這就鼓勵了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類型的發(fā)明，這種類型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)目前通常用于處理順序數(shù)據(jù)：遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（RNNs）。

從概念上講，RNNs通過在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中引入反饋回路來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，使它們能夠使用以前計(jì)算中的信息來確定新的輸出。這一特性賦予了遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一種類似記憶的能力，使它們能夠在處理順序數(shù)據(jù)時(shí)回顧幾個(gè)步驟。

長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)

長期短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)（LSTMs）使用記憶單元，而不是像RNNs那樣使用常規(guī)神經(jīng)元。這些單元由三個(gè)門組成：忘記門、輸出門和輸入門。通過調(diào)節(jié)這些門，網(wǎng)絡(luò)能夠在一定的時(shí)間內(nèi)記住特定的值。此外，由于長短時(shí)記憶網(wǎng)絡(luò)能夠減少漸變問題，因此可用于深度遞歸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這使得它們特別適合用于復(fù)雜的排序任務(wù)，如時(shí)間序列預(yù)測，語音識別和語義分析。

區(qū)塊鏈行業(yè)的人工智能

像區(qū)塊鏈技術(shù)這樣的分布式存儲系統(tǒng)需要共識協(xié)議來決定哪個(gè)節(jié)點(diǎn)將向區(qū)塊鏈添加新發(fā)布的區(qū)塊，從而為網(wǎng)絡(luò)提供最新的交易信息。目前，在分布式系統(tǒng)中，存在著不同的協(xié)議來達(dá)成共識，其中最突出的協(xié)議是工作證明協(xié)議（PoW）和利害關(guān)系證明協(xié)議（PoS）。然而，這些協(xié)議是有缺陷的，因?yàn)樗鼈兿牧舜罅康哪芰浚≒oW），或者傾向于傾向于傾向于持有大量硬幣的節(jié)點(diǎn)，這可能會壟斷其區(qū)塊鏈（PoS）。

人工智能——尤其是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)——為這些問題提供了解決方案，方法是將其應(yīng)用于一種叫做人工智能證明（PoAI）的新型節(jié)能協(xié)議中。人工智能協(xié)議證明由J. Chen等人（2018）提出。人工智能協(xié)議的證明使用一個(gè)預(yù)先訓(xùn)練的CNN來確定每個(gè)節(jié)點(diǎn)的平均交易數(shù)（AVN），并利用該計(jì)算結(jié)果和節(jié)點(diǎn)特征來確定節(jié)點(diǎn)池中的挖掘節(jié)點(diǎn)。通過使用該協(xié)議，共識機(jī)制確保了節(jié)點(diǎn)選擇的公平性，保持了區(qū)塊鏈的去中心化特性，減少了能源浪費(fèi)和挖掘沖突的問題。

區(qū)塊鏈應(yīng)用的未來

人工智能以及RNNs的引入，特別是LSTMs的引入使得復(fù)雜的時(shí)間序列預(yù)測成為可能，這是機(jī)器學(xué)習(xí)的一個(gè)領(lǐng)域，通過引用過去的參數(shù)來預(yù)測未來的參數(shù)。

利用比特幣（或任何加密貨幣）之前的價(jià)格點(diǎn)的數(shù)據(jù)，可以訓(xùn)練RNNs來估計(jì)其未來價(jià)格。這使得零售行業(yè)的參與者能夠考慮到未來價(jià)格的上漲/下跌，這可能有助于向數(shù)字貨幣的實(shí)施過渡。

對于技術(shù)專業(yè)人士來說，盡可能多地了解人工智能和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的未來是非常重要的，這樣才能保持領(lǐng)先優(yōu)勢。在這方面有很多很好的資源可以幫助你，比如學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這樣的博客和來自GoogleTechTalks和Geoffrey E. Hinton的視頻等。瀏覽一下網(wǎng)絡(luò)，對未來進(jìn)行投資——它會以你意想不到的方式幫助你。