更具体地说，神经系统能够简单有效地解决复杂的问题，超过现代计算机。在这方面，神经形态工程是一个研究领域，重点是模仿控制大脑的基本原理，以开发实现此类计算能力的系统。在该领域中，生物启发的学习和记忆系统仍然是要解决的挑战，这就是海马涉及的地方。正是大脑的区域充当短期记忆，从而从大脑皮层的所有感觉核中学习，非结构化和快速存储信息及其随后的回忆。在这项工作中，我们提出了一个基于海马的新型生物启发的记忆模型，具有学习记忆的能力，从提示中回顾它们（与其他内容相关的记忆的一部分），甚至在尝试时忘记记忆通过相同的提示学习其他人。该模型已在使用尖峰神经网络上在大型摩托车硬件平台上实现，并进行了一组实验和测试以证明其正确且预期的操作。所提出的基于SPIKE的内存模型仅在接收输入，能提供节能的情况下才能生成SPIKES，并且需要7个时间步，用于学习步骤和6个时间段来召回以前存储的存储器。这项工作介绍了基于生物启发的峰值海马记忆模型的第一个硬件实现，为开发未来更复杂的神经形态系统的发展铺平了道路。
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神经形态工程由于其作为研究领域的巨大潜力而集中了大量研究人员的努力，以寻找对生物神经系统的优势的利用，而整个大脑的优势是设计更有效，更真实的 - 有能力的应用程序。为了开发尽可能接近生物学的应用，使用了尖峰神经网络（SNN），被认为是生物学上的，并构成了第三代人工神经网络（ANN）。由于某些基于SNN的应用程序可能需要存储数据才能以后使用，因此在数字电路中既存在，又以某种形式，在生物学中，需要尖峰内存。这项工作介绍了内存的尖峰实现，这是计算机架构中最重要的组件之一，在设计完全尖峰计算机时可能至关重要。在设计这种尖峰内存的过程中，还实施了不同的中间组件和测试。测试是在大三角帆神经形态平台上进行的，并允许验证用于构建所构图的方法。此外，这项工作深入研究了如何使用这种方法构建尖峰块，并包括IT和其他类似作品中使用的方法的比较，该作品着重于尖峰组件的设计，其中包括尖峰逻辑门和尖峰记忆。所有实施的块和开发的测试均可在公共存储库中提供。
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近年来，已经完成了巨大的努力来推进本领域的自然语言处理（NLP）和音频识别。然而，这些努力通常转化为更大更复杂的模型的功耗和内存要求增加。这些解决方案缺少了需要低功耗，低记忆有效计算的IOT设备的约束，因此它们无法满足高效边缘计算的不断增长的需求。已证明神经形态系统是在多种应用中的低功率低延迟计算的优异候选者。出于这个原因，我们提出了一种神经形态的架构，能够进行无监督的听觉特征识别。然后，我们在Google语音命令数据集的子集上验证网络。
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我们提出了一个将张量网络（TN）方法与加固学习（RL）集成的框架，以解决动态优化任务。我们考虑RL Actor-Critic方法，这是一种解决RL问题的无模型方法，并将TNS作为其政策和价值功能的近似值。我们的“带有张量网络的参与者评论”（ACTEN）方法特别适合具有大型和可分解状态和动作空间的问题。为了说明ACTEN的适用性，我们解决了在两个范式随机模型中对稀有轨迹进行指定的艰巨任务，East模型的眼镜和不对称的简单排除过程（ASEP），后者由于对其他方法特别具有挑战性缺乏详细的平衡。在与现有的RL方法中进一步集成的巨大潜力，此处介绍的方法对物理应用程序的应用和多代理RL问题都有希望。
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尽管沟通延迟可能会破坏多种系统，但大多数现有的多基因轨迹计划者都缺乏解决此问题的策略。最先进的方法通常采用完美的通信环境，这在现实世界实验中几乎是现实的。本文介绍了强大的Mader（RMADER），这是一个分散的异步多轨迹计划者，可以处理代理商之间的通信延迟。通过广播新优化的轨迹和忠实的轨迹，并执行延迟检查步骤，Rmader即使在通信延迟下也能够保证安全。Rmader通过广泛的仿真和硬件飞行实验得到了验证，并获得了100％的无碰撞轨迹生成成功率，表现优于最先进的方法。
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在机器学习中，对神经网络集合（NNE）（NNE）引起了新的兴趣，从而从一组较小的模型（而不是从单个较大的模型）中获得了预测作为汇总的预测。在这里，我们展示了如何使用随机系统中稀有轨迹的技术来定义和训练NNE。我们根据模型参数的轨迹定义一个NNE，在简单的，离散的时间，扩散动力学下，并通过将这些轨迹偏向较小的时间整合损失来训练NNE，并由适当的计数领域控制，这些领域的作用是超参数。我们证明了该技术在一系列简单监督的学习任务上的生存能力。与更常规的基于梯度的方法相比，我们讨论了轨迹采样方法的潜在优势。
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我们引入了一个新的差异隐私（DP）会计师，称为鞍点会计师（SPA）。SPA以准确而快速的方式近似保证DP机制的组成。我们的方法是受鞍点法的启发，这是一种统计中无处不在的数值技术。通过为SPA提供的近似误差，我们通过得出上限和下限来证明性能的严格保证。水疗中心的关键是与中心极限定理的大型探空方法的组合，我们通过指数倾斜与DP机制相对应的隐私损失随机变量来得出。水疗中心的一个关键优点是，它可以在$ n $折叠机制的$ n $折叠组成下持续运行。数值实验表明，水疗中心的准确性与更快的运行时的最新会计方法相当。
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在几乎不可预测且通常严重的主题运动的情况下获得的多个MR Slices的胎儿大脑的体积重建是一项具有挑战性的任务，对切片转换的初始化非常敏感。我们建议使用经过合成转换数据训练的变压器提出了一种新型的切片到体积的注册方法，该数据将MR Slices的多个堆栈模拟为序列。通过注意机制，我们的模型会自动检测切片之间的相关性，并使用来自其他切片的信息预测一个切片的转换。我们还估计了基础3D卷，以帮助切片到体积的注册，并交替更新音量和转换以提高准确性。合成数据的结果表明，与现有的最新方法相比，我们的方法可实现较低的注册误差和更好的重建质量。还进行了使用现实世界中MRI数据的实验，以证明该模型在严重的胎儿运动下提高3D重建质量的能力。
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2021-12-06
数据增强是自然语言处理（NLP）模型的鲁棒性评估的重要组成部分，以及增强他们培训的数据的多样性。在本文中，我们呈现NL-Cogmenter，这是一种新的参与式Python的自然语言增强框架，它支持创建两个转换（对数据的修改）和过滤器（根据特定功能的数据拆分）。我们描述了框架和初始的117个变换和23个过滤器，用于各种自然语言任务。我们通过使用其几个转换来分析流行自然语言模型的鲁棒性来证明NL-Upmenter的功效。基础架构，Datacards和稳健性分析结果在NL-Augmenter存储库上公开可用（\ url {https://github.com/gem-benchmark/nl-augmenter}）。
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Accurate determination of a small molecule candidate (ligand) binding pose in its target protein pocket is important for computer-aided drug discovery. Typical rigid-body docking methods ignore the pocket flexibility of protein, while the more accurate pose generation using molecular dynamics is hindered by slow protein dynamics. We develop a tiered tensor transform (3T) algorithm to rapidly generate diverse protein-ligand complex conformations for both pose and affinity estimation in drug screening, requiring neither machine learning training nor lengthy dynamics computation, while maintaining both coarse-grain-like coordinated protein dynamics and atomistic-level details of the complex pocket. The 3T conformation structures we generate are closer to experimental co-crystal structures than those generated by docking software, and more importantly achieve significantly higher accuracy in active ligand classification than traditional ensemble docking using hundreds of experimental protein conformations. 3T structure transformation is decoupled from the system physics, making future usage in other computational scientific domains possible.
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