Un circuito de regla plástica inhibitoria homeostática rápida con una sinapsis memristiva
Autores: Ma, Guilei; Man, Menghua; Zhang, Yongqiang; Liu, Shanghe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un circuito de regla plástica inhibitoria homeostática rápida con una sinapsis memristiva
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistema nervioso biológico
Regla de plasticidad de inhibición homeostática
Plasticidad Hebbiana
Sinapsis memristiva
Simulación PSpice
Hardware neuromórfico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
Aprender del mecanismo robusto del sistema nervioso biológico es crucial para crear hardware neuromórfico confiable. La regla de plasticidad de inhibición homeostática es un mecanismo biológico robusto para equilibrar la plasticidad de Hebb y resistir perturbaciones ambientales externas y daños locales. Juega un papel esencial en mantener los patrones de disparo espaciados homeostáticos del sistema nervioso. Este documento imita este mecanismo y proporciona un circuito de regla de plasticidad inhibitoria homeostática rápida con una sinapsis memristiva. En primer lugar, se demuestran el método de diseño y el principio del circuito. En segundo lugar, se verificó la función del circuito en PSpice utilizando un memristor Knowm comercial como sinapsis. Los resultados de la simulación de PSpice muestran que el circuito puede lograr una curva de actualización de peso similar a la regla de plasticidad inhibitoria homeostática biológica, y la escala de tiempo del circuito se mejora en un factor de 1000 en comparación con la del sistema nervioso biológico. Además, el circuito tiene una amplia aplicabilidad debido a las cualidades ajustables de la ventana de aprendizaje homeostática, el factor de escala y el factor homeostático. Este estudio proporciona nuevas oportunidades para construir hardware neuromórfico rápido y confiable.
Descripción
Aprender del mecanismo robusto del sistema nervioso biológico es crucial para crear hardware neuromórfico confiable. La regla de plasticidad de inhibición homeostática es un mecanismo biológico robusto para equilibrar la plasticidad de Hebb y resistir perturbaciones ambientales externas y daños locales. Juega un papel esencial en mantener los patrones de disparo espaciados homeostáticos del sistema nervioso. Este documento imita este mecanismo y proporciona un circuito de regla de plasticidad inhibitoria homeostática rápida con una sinapsis memristiva. En primer lugar, se demuestran el método de diseño y el principio del circuito. En segundo lugar, se verificó la función del circuito en PSpice utilizando un memristor Knowm comercial como sinapsis. Los resultados de la simulación de PSpice muestran que el circuito puede lograr una curva de actualización de peso similar a la regla de plasticidad inhibitoria homeostática biológica, y la escala de tiempo del circuito se mejora en un factor de 1000 en comparación con la del sistema nervioso biológico. Además, el circuito tiene una amplia aplicabilidad debido a las cualidades ajustables de la ventana de aprendizaje homeostática, el factor de escala y el factor homeostático. Este estudio proporciona nuevas oportunidades para construir hardware neuromórfico rápido y confiable.