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第三代人工智慧 SNN 模型原理解析與前景
圖一: ANN 與 SNN 模型對比
圖一資料來源:Feng, L., Shan, H., Fan, Z., Zhang, Y., Yang, L., & Zhu, Z. (2023). Towards
Neuromorphic Brain-Computer Interfaces: Model and Circuit Co-Design of the Spiking
EEGNet. Microelectronics Journal , 137 , 105808. https://doi.org/j.mejo.2023.105808
上一層神經所輸出的尖峰序列進到當前神經元時,便依照到達的時間關係權重
相加,計算更新膜電位,即可理解為 SNN 中資訊被編碼為尖峰的到達和時間,也因
此 SNN 模型對比 ANN 模型擁有了更高的時間敏感性,使其處理動態資訊具有優勢。
輸入的時間維度由幾個“ticks”組成。 tick 是 SNN 中神經元評估其輸入、更新其電
位元以及根據其模型參數可能在其輸出中產生尖峰的最小時間單位。故 SNN 中的
神經元不會像傳統的 ANN 模型在每個傳播週期結束時傳輸資訊。
3. 通過幀的輸入和事件輸入瞭解 SNN 的記憶體與能耗優勢
下圖圖二顯示了非脈衝神經元(即 ANN)基於幀的輸入和脈衝神經元 (SNN)具
有速率編碼尖峰的基於事件的輸入之間的示例比較。通常,非脈衝神經網路中每一
層的輸入都是值的張量,即多通道矩陣。相反,在 SNN 中,對每一層的輸入是具有
時間和空間位置的事件。
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