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基于金属有机框架的具有多种生物功能的突触晶体管结合尖峰神经网络的LIF模型来识别时间信息
Microsystems & Nanoengineering ( IF 7.3 ) Pub Date : 2023-07-21 , DOI: 10.1038/s41378-023-00566-4
Qinan Wang 1, 2 , Chun Zhao 1 , Yi Sun 1, 2 , Rongxuan Xu 1, 2 , Chenran Li 1, 2 , Chengbo Wang 1, 2 , Wen Liu 1 , Jiangmin Gu 1 , Yingli Shi 1 , Li Yang 3 , Xin Tu 2 , Hao Gao 4 , Zhen Wen 5
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尖峰神经网络(SNN)由于利用突触可塑性以及利用时间相关性和低功耗的能力而具有巨大的潜力。泄漏积分和发射 (LIF) 模型和尖峰时序相关可塑性 (STDP) 是 SNN 的基本组成部分。在这里,神经装置首次通过沸石咪唑酯框架 (ZIF) 被证明是模拟 SNN 的突触晶体管的重要组成部分。值得注意的是,神经元之间的三种典型功能,即通过海马体实现的记忆功能、突触重量调节和离子迁移触发的膜电位,通过短期记忆/长期记忆(STM/LTM)、长期记忆来有效描述。分别为时程抑制/长时程增强 (LTD/LTP) 和 LIF。此外,从STDP中提取并拟合基于突触前和突触后脉冲之间的时间间隔的反向传播中迭代权重的更新规则。此外,通道的突触后电流直接连接到LIF模式的超大规模集成(VLSI)实现,可以根据膜电位阈值将高频信息转换为备用脉冲。泄漏积分器块、发射/检测器块和频率适应块立即释放累积的电压以形成脉冲。最后,我们用 LIF 的滤波器特性重新编码属于脑电图 (EEG) 的稳态视觉诱发电位 (SSVEP)。由突触晶体管深度融合的 SNN 旨在识别 40 种不同的 EEG 频率,并将准确率提高到 95.1%。这项工作代表了对类脑芯片的先进贡献,促进了人工智能的系统化和多样化。





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更新日期:2023-07-21
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