在机器人研究领域中，机器视觉、听觉、触觉和力觉的研究都取得了相当多的成果，有的已达到实用的水准。机器味觉和嗅觉在食品加工业的企业管理、产品质量的检测、口味和味道的评定等领域有着广泛的应用，但机器味觉和嗅觉研究的进展却一直较为缓慢，因为机器味觉和嗅觉的实现，一方面要求研制出高灵敏度的味觉和嗅觉传感器，另一方面还要求有性能良好的模式识别系统。自20世纪80年代末，日本的许多科学家开始致力于味觉和嗅觉传感器的研究，目前不仅成功提取出“酸、甜、苦、香、咸”五种基本味觉，对于食物和饮料，如：米饭、矿泉水和啤酒等味觉信号的提取和量化也取得了一定的进展。我国关于计算机味觉方面的研究起步较晚，但也取得了一些可喜的成果。自上世纪90年代初，我的导师周春光教授就与日本琦玉大学合作致力于味觉信号识别方法的研究，并首次将计算智能方法引入味觉信号的识别，在基本味觉和部分混合味觉信号识别方面获得了良好的效果；浙江大学王平教授等一些生物医学方面的学者也致力于人工嗅觉和人工味觉的基础研究，目前，他们的一些研究成果已经应用到了医学诊断上。本文在全面分析和了解了计算机味觉的研究现状、研究热点和发展趋势的基础上，重点研究了味觉信号的计算机识别方法。与传统的基于统计理论的模式识别方法相比，侧重于采用计算智能方法，融合模糊系统、人工神经网络、进化计算以及传统的统计方法和现代的粗糙集理论、统计学习理论等，提出了多种味觉信号识别方法。本文的主要贡献和研究结果如下：（1）对计算机味觉的研究进行了全面综述。介绍了计算机味觉研究的产生背景、应用领域、研究现状、面临的挑战和发展趋势。（2）阐述了计算智能相关的基础理论。介绍了基本的模糊推理模型、多层前向神经网络的结构设计和学习理论以及进化计算的基础理论。（3）提出了一种基于聚类方法的模糊神经网络味觉信号识别系统模型。该模型利用聚类方法实现模糊输入空间划分和模糊IF-THEN规则提取，与传统的C-means聚类法和减法聚类法相比，本文采用的熵聚类方法具有聚类速度快，参数易于确定等优点；系统使用了梯度下降法对参数进行精炼，并通过一个参数调节系统复杂性和系统可解释性之间的矛盾，使系统兼具有良好的可解释性和学习能力。 <WP=116>（4）提出了一种扩展的类覆盖问题和求解此问题的贪心算法和混合算法，并将这些方法用于味觉信号的识别。类覆盖问题是最近提出的一个NP难解问题，在此基础上，本文提出了一种扩展的类覆盖问题，该问题可以归结为一个多目标优化问题模型，而且，本文还提出了两种求解扩展的类覆盖问题的算法：贪心算法和混合算法。利用贪心算法求解扩展的类覆盖问题可以获得分类样本的半径较均匀的超球体类覆盖，进而可以实现模糊分类系统的输入空间划分和模糊IF-THEN规则提取。本文将扩展的类覆盖问题的求解方法应用于味觉信号识别的构建，取得了良好的效果。（5）提出了一种基于粗糙集方法的模糊空间划分策略和模糊规则提取方法。粗糙集理论由波兰科学家Z.Pawlak在1982年首次提出，但直到上世纪90年代才得到广泛的认可。作为一种分析具有不确定性数据的数学理论，它与传统的模糊集合论、统计学方法等具有良好的互补性。本文结合粗糙集的离散化方法提出了一种模糊规则提取算法，该方法可以获得数量较少的、强壮的模糊规则。利用这些模糊规则确定模糊神经网络结构，再使用粒子群优化方法对网络参数进行精炼，使得模糊系统达到了很好的容错性和正确识别率。（6）提出了一种基于支持向量机学习的模糊分类系统模型。支持向量机是统计学习理论的一种具体实现方法，它具有稀疏性表示、良好的泛化能力和全局最优解等特性，从而在很大程度上解决了模式识别领域中的一些根本问题，如模型选择与过学习问题、非线性与维数灾难问题以及局部极小问题等。因此，统计学习理论和SVM成为近年来机器学习领域的研究热点。但支持向量机的学习仍依赖于两个参数：核函数的半径σ（以高斯核函数为例），和正则化参数C。一般SVM训练只能通过多次训练尝试，获得较好的σ和C的取值。但由于SVM的训练是较慢的，获得最优的σ和C值是很难的。本文的出发点是在较好的σ和C的取值的基础上，通过将支持向量机映射为等价的模糊系统，然后再以较快的速度调整模糊系统的参数获得更好的性能。本文提出了一种基于支持向量机学习的模糊分类系统的规则库约简方法，它根据模糊集合的贴近度对模糊规则的语言变量进行约简，合并冗余的模糊规则和去除不一致的模糊规则，同时采用粒子群优化方法改善模糊规则库的约简和优化模糊分类系统性能，以较快学习速度对支持向量机进行进一步优化。因此，本文方法可以作为支持向量机学习的辅助方法。本文的研究融合了模糊推理、神经网络学习、进化计算、粗糙集理论以及统计学习理论等内容，对这些学科中的一些难点问题，如模糊空间划分问题及神经网络结构设计和参数学习问题等，都提出了有效的解决方案，理论分析和实验结果证实了这些模型的有效性。综上所述，本文的研究结果丰富了计算智能理论的应用研究，在模糊空间划分、分类规则提取、?