③类脑学习与处理算法(软件)
神经形态模型是神经形态计算的重要组成部分,是在现有计算机硬件系统上实施对生物脑神经网络的模拟。
神经形态模型的基本组成单元是神经元模型,即模仿树突、轴突和突触结构的模型。脑神经元之间的通信依靠神经细胞膜电位的升降脉冲,借鉴该原理,研究人员提出了多种神经元模型,例如Integrate-and-Fire(I&F)模型、Leak Integrate-and-Fire(LIF)模型等。神经元模型越接近真实神经元的结构特性,其模型就越复杂,模型应用效果在原则上也会越好。
神经网络模型描述神经元突触的连接关系,一方面可以遵从生物原理,另一方面可与生物网络具有不同的拓扑结构。应用神经网络模型,不同的神经元和突触模型可组成多种多样的神经网络,从而形成种类丰富的神经形态模型。<sup>31</sup> 脉冲神经网络(Spiking Neural Networks,SNN)作为第三代神经网络,相较于目前应用效果较好的卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)和循环神经网络(RecurrentNeural Network,RNN)等第二代神经网络,更加贴近脑神经元信息传递方式。<sup>30</sup> 尽管SNN在结构上对硬件实现更友好,但训练存在一定难度,当前很多团队正致力于开发SNN监督式学习规则,但SNN的实际应用依然较少。
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