Raunveruleg gagnavinnsluforrit krefjast þéttra tölvukerfa með litla biðtíma og aflsnauðra. Með atburðadrifinni tölvumöguleika, veita viðbótarmálm-oxíð-hálfleiðara blendingur memristive neuromorphic arkitektúr tilvalinn vélbúnaðargrunn fyrir slík verkefni. Til að sýna fram á alla möguleika slíkra kerfa, leggjum við til og sýnum í tilraunaskyni alhliða skynjaravinnslulausn fyrir raunverulegan staðsetningarforrit fyrir hluti. Með innblástur í taugalíffærafræði hlöðuuglu höfum við þróað lífinnblásið, atburðadrifið staðsetningarkerfi fyrir hluti sem sameinar háþróaðan piezoelectric örmekanískan transducer transducer og taugamótunarviðnámsminni sem byggir á reiknigrafi. Við sýnum mælingar á tilbúnu kerfi sem felur í sér minnistengdan viðnáms tilviljunarskynjara, seinkalínurásir og fullkomlega sérhannaðar úthljóðsskynjara. Við notum þessar tilraunaniðurstöður til að kvarða eftirlíkingar á kerfisstigi. Þessar eftirlíkingar eru síðan notaðar til að meta hornupplausn og orkunýtni staðsetningarlíkans hlutar. Niðurstöðurnar sýna að nálgun okkar getur verið nokkrum stærðargráðum orkusparnari en örstýringar sem framkvæma sama verkefni.
Við erum að ganga inn í tímabil alls staðar nálægrar tölvuvinnslu þar sem fjöldi tækja og kerfa sem notuð eru eykst veldishraða til að hjálpa okkur í daglegu lífi okkar. Gert er ráð fyrir að þessi kerfi gangi stöðugt, eyði eins litlum orku og mögulegt er á meðan þau læra að túlka gögnin sem þau safna frá mörgum skynjurum í rauntíma og framleiða tvöfalda úttak sem afleiðing af flokkunar- eða viðurkenningarverkefnum. Eitt mikilvægasta skrefið sem þarf til að ná þessu markmiði er að vinna gagnlegar og samsettar upplýsingar úr hávaðasömum og oft ófullnægjandi skyngögnum. Hefðbundnar verkfræðiaðferðir taka venjulega sýnishorn af skynjaramerkjum á jöfnum og háum hraða, sem býr til mikið magn af gögnum, jafnvel án gagnlegra inntaka. Að auki nota þessar aðferðir flóknar stafrænar merkjavinnsluaðferðir til að forvinna (oft hávær) inntaksgögnin. Þess í stað býður líffræðin aðrar lausnir til að vinna úr hávaðasömum skyngögnum með því að nota orkusparandi, ósamstilltar, atburðadrifnar nálganir (todda)2,3. Neuromorphic computing sækir innblástur frá líffræðilegum kerfum til að draga úr reiknikostnaði hvað varðar orku og minnisþörf samanborið við hefðbundnar merkjavinnsluaðferðir4,5,6. Nýlega hefur verið sýnt fram á nýstárleg almenn kerfi sem byggja á heila sem innleiða hvatataugakerfi (TrueNorth7, BrainScaleS8, DYNAP-SE9, Loihi10, Spinnaker11). Þessir örgjörvar bjóða upp á litla afllausnir, litla leynd lausnir fyrir vélanám og líkanagerð í heilaberki. Til að nýta orkunýtni sína að fullu, verða þessir taugamótandi örgjörvar að vera beintengdir við atburðadrifna skynjara12,13. Hins vegar eru í dag aðeins fá snertitæki sem veita beint atburðadrifin gögn. Áberandi dæmi eru kraftmiklir sjónskynjarar (DVS) fyrir sjónforrit eins og mælingar og hreyfiskynjun14,15,16,17 kísilkúpuna18 og taugamóta heyrnarskynjara (NAS)19 fyrir hljóðmerkjavinnslu, lyktarskynjara20 og fjölmörg dæmi21,22 um snertingu. . áferðarskynjara.
Í þessari grein kynnum við nýþróað atburðadrifið hljóðvinnslukerfi sem notað er til að staðsetja hluti. Hér, í fyrsta skipti, lýsum við enda-til-enda kerfi til að staðsetja hluti sem fæst með því að tengja háþróaðan piezoelectric micromachined ultrasonic transducer (pMUT) við reiknigraf byggt á neuromorphic resistive memory (RRAM). Tölvubyggingar í minni sem nota RRAM eru efnileg lausn til að draga úr orkunotkun23,24,25,26,27,28,29. Eðlileg óstöðugleiki þeirra - sem krefst ekki virkra orkunotkunar til að geyma eða uppfæra upplýsingar - passar fullkomlega við ósamstillta, atburðadrifna eðli taugamótaðrar tölvunar, sem leiðir til nánast engrar orkunotkunar þegar kerfið er óvirkt. Piezoelectric micromachined ultrasonic transducers (pMUTs) eru ódýrir, smækkaðir sílikon-undirstaða ultrasonic transducers sem geta virkað sem sendir og móttakarar30,31,32,33,34. Til að vinna úr boðunum sem innbyggðu skynjararnir tóku á móti sóttum við innblástur frá taugalíffærafræði barnuglu35,36,37. Hlöðuuglan Tyto alba er þekkt fyrir ótrúlega næturveiðihæfileika sína þökk sé mjög skilvirku heyrnarstaðsetningarkerfi. Til að reikna út staðsetningu bráðarinnar, kóðar staðsetningarkerfi uglu flugtíma (ToF) þegar hljóðbylgjur frá bráð ná til hvers eyru eða hljóðviðtaka uglunnar. Miðað við fjarlægðina á milli eyrnanna gerir munurinn á milli ToF mælinganna tveggja (Interaural Time Difference, ITD) mögulegt að reikna út azimut stöðu marksins. Þó líffræðileg kerfi séu illa til þess fallin að leysa algebrujöfnur geta þau leyst staðsetningarvandamál á mjög áhrifaríkan hátt. Taugakerfið í brjóuuglu notar sett af tilviljunarskynjara (CD)35 taugafrumum (þ.e. taugafrumum sem geta greint tímabundna fylgni milli toppa sem dreifast niður á við til samleitna örvandi enda)38,39 skipulögð í reiknigraf til að leysa staðsetningarvandamál.
Fyrri rannsóknir hafa sýnt að viðbótarmálm-oxíð-hálfleiðara (CMOS) vélbúnaður og RRAM-undirstaða taugamyndandi vélbúnaður innblásinn af inferior colliculus („heyrnarberki“) hlöðuuglunnar er skilvirk aðferð til að reikna stöðu með því að nota ITD13, 40, 41, 42, 43 , 44, 45, 46. Hins vegar er möguleiki á að ljúka Enn hefur ekki tekist að sýna fram á taugamótunarkerfi sem tengja heyrnarvísbendingar við taugamótað reiknirit. Helsta vandamálið er eðlislægur breytileiki hliðrænna CMOS hringrása, sem hefur áhrif á nákvæmni samsvörunargreiningar. Nýlega hefur verið sýnt fram á aðrar tölulegar útfærslur á ITD47 áætlunum. Í þessari grein leggjum við til að nota getu RRAM til að breyta leiðnigildinu á óstöðugan hátt til að vinna gegn breytileika í hliðstæðum hringrásum. Við innleiddum tilraunakerfi sem samanstóð af einni pMUT sendihimnu sem starfar á tíðninni 111,9 kHz, tveimur pMUT móttökuhimnum (skynjurum) sem líkja eftir eyrum hlöðuuglu og einni . Við auðkenndum pMUT greiningarkerfið og RRAM-tengt ITD reiknigraf til að prófa staðsetningarkerfið okkar og meta hornupplausn þess.
Við berum aðferð okkar saman við stafræna útfærslu á örstýringu sem framkvæmir sama staðsetningarverkefni með hefðbundnum geislamótunar- eða taugamótunaraðferðum, sem og sviði forritanlegt hliðarfylki (FPGA) fyrir ITD-mat sem lagt er til í tilvísuninni. 47. Þessi samanburður undirstrikar samkeppnisaflnýtni fyrirhugaðs RRAM-undirstaða hliðræns taugamótunarkerfis.
Eitt sláandi dæmið um nákvæmt og skilvirkt staðsetningarkerfi hluta er að finna í hlöðuuglu35,37,48. Í rökkri og dögun treystir hlöðuuglan (Tyto Alba) fyrst og fremst á aðgerðalausa hlustun og leitar á virkan hátt að litlum bráð eins og músum eða músum. Þessir heyrnarsérfræðingar geta staðbundið hljóðmerki frá bráð með ótrúlegri nákvæmni (um 2°)35, eins og sýnt er á mynd 1a. Hljóðuglur álykta um staðsetningu hljóðgjafa í azimuth (láréttu) planinu út frá mismun á komandi flugtíma (ITD) frá hljóðgjafa til eyrna tveggja. ITD reiknikerfi var lagt til af Jeffress49,50 sem byggir á rúmfræði tauga og krefst tveggja lykilþátta: axon, taugaþráður taugafrumu sem virkar sem seinkunarlína og fjölda tilviljunarskynjara taugafrumna sem eru skipulögð í reiknikerfi. línurit eins og sýnt er á mynd 1b. Hljóðið berst eyrað með azimut dependent time delay (ITD). Hljóðinu er síðan breytt í gaddamynstur í hverju eyra. Öxin í vinstra og hægra eyra virka sem seinkun línur og renna saman á CD taugafrumum. Fræðilega séð mun aðeins ein taugafruma í fylki samsvarandi taugafrumna fá inntak í einu (þar sem seinkunin fellur nákvæmlega út) og mun skjóta hámarki (nágrannafrumur munu einnig skjóta, en með lægri tíðni). Að virkja ákveðnar taugafrumur kóðar stöðu skotmarksins í geimnum án þess að breyta ITD frekar í horn. Þetta hugtak er dregið saman á mynd 1c: til dæmis, ef hljóðið kemur frá hægri hliðinni þegar inntaksmerkið frá hægra eyra fer lengri leið en leiðin frá vinstra eyra, til að bæta upp fyrir fjölda ITDs, til dæmis, þegar taugafruma 2 passar saman. Með öðrum orðum, hver geisladiskur bregst við ákveðinni ITD (einnig þekktur sem ákjósanlegur delay) vegna axonal seinkun. Þannig breytir heilinn tímaupplýsingum í staðbundnar upplýsingar. Líffærafræðilegar vísbendingar um þennan aðferð hafa fundist37,51. Fasalæstar stórkjarnataugafrumur geyma tímabundnar upplýsingar um hljóð sem berast: Eins og nafnið gefur til kynna skjóta þær á ákveðin merkjafasa. Tilviljunarskynjari taugafrumur af Jeffress líkaninu má finna í lagskiptakjarnanum. Þeir fá upplýsingar frá stórkjarnataugafrumum, en öxin þeirra virka sem seinkunarlínur. Magn seinkunarinnar sem seinkunarlínan veitir má skýra með lengd axonsins, sem og öðru mergmynstri sem breytir leiðnihraðanum. Innblásin af heyrnarkerfi hlöðuuglunnar höfum við þróað lífhermikerfi til að staðsetja hluti. Eyrun tvö eru táknuð með tveimur pMUT móttakara. Hljóðgjafinn er pMUT sendirinn sem staðsettur er á milli þeirra (Mynd 1a), og reiknigrafið er myndað af rist af RRAM-undirstaða CD hringrásum (Mynd 1b, græn), gegna hlutverki CD taugafrumna sem seinkað er fyrir inntak. í gegnum hringrásina virka seinkunarlínurnar (bláar) eins og axons í líffræðilegu hliðstæðunni. Fyrirhugað skynkerfi er frábrugðið tíðni uglunnar, en heyrnarkerfi hennar starfar á bilinu 1–8 kHz, en pMUT-skynjarar sem starfa á um 117 kHz eru notaðir við þessa vinnu. Val á ultrasonic transducer er íhugað í samræmi við tæknilegar og hagræðingarviðmiðanir. Í fyrsta lagi, að takmarka móttökubandbreiddina við eina tíðni bætir helst mælingarnákvæmni og einfaldar eftirvinnsluþrepið. Að auki hefur aðgerð í ómskoðun þann kost að útsendur púlsar heyrast ekki, truflar því ekki fólk, þar sem hljóðsvið þeirra er ~20-20 kHz.
hlöðuuglan tekur við hljóðbylgjum frá skotmarki, í þessu tilviki hreyfanleg bráð. Flugtími (ToF) hljóðbylgjunnar er mismunandi fyrir hvert eyra (nema bráðin sé beint fyrir framan ugluna). Punktalínan sýnir slóðina sem hljóðbylgjur fara til að ná eyrum hlöðuuglunnar. Bráð er hægt að staðsetja nákvæmlega í láréttu plani byggt á lengdarmun á hljóðeinangrunum tveimur og samsvarandi milliaural time mismun (ITD) (vinstri mynd innblásin af tilvísun 74, höfundarréttur 2002, Society for Neuroscience). Í kerfinu okkar framleiðir pMUT sendirinn (dökkblár) hljóðbylgjur sem skoppast af skotmarkinu. Endurspeglaðar ómskoðunarbylgjur eru mótteknar af tveimur pMUT móttakara (ljósgrænum) og unnar af taugamóta örgjörvanum (hægri). b ITD (Jeffress) reiknilíkan sem lýsir því hvernig hljóð sem koma inn í eyru hlöðuuglunnar eru fyrst kóðuð sem fasalæstir toppar í stóra kjarnanum (NM) og síðan með því að nota rúmfræðilega raðað rist samsvörunar skynjarataugafrumna í lamellar kjarnanum. Vinnsla (Holland) (t.v.). Lýsing á neuroITD reiknirit sem sameinar taugalínur og tilviljunarskynjara taugafrumum, hægt er að móta uglulífskynjarakerfið með því að nota RRAM-undirstaða taugamótunarrásir (hægri). c Skýringarmynd af aðal Jeffress vélbúnaðinum, vegna munarins á ToF, fá eyrun tvö hljóðáreiti á mismunandi tímum og senda axon frá báðum endum til skynjarans. Öxin eru hluti af röð af tilviljunarskynjara (CD) taugafrumum, sem hver um sig bregst sértækt við mjög tímatengd inntak. Fyrir vikið eru aðeins geisladiska sem koma inn með minnsta tímamuninn í hámarksspennu (ITD er nákvæmlega bætt upp). Geisladiskurinn mun síðan umrita hornstöðu skotmarksins.
Piezoelectric micromechanical ultrasonic transducers eru skalanlegir ultrasonic transducers sem hægt er að samþætta háþróaðri CMOS tækni31,32,33,52 og hafa lægri upphafsspennu og orkunotkun en hefðbundnir rúmmálstransducers53. Í vinnu okkar er þvermál himnunnar 880 µm og ómunatíðnin er dreifð á bilinu 110–117 kHz (mynd 2a, sjá Aðferðir fyrir nánari upplýsingar). Í lotu af tíu prófunartækjum var meðalgæðastuðullinn um 50 (tilvísun 31). Tæknin hefur náð iðnaðarþroska og er ekki lífræn innblástur í sjálfu sér. Að sameina upplýsingar úr mismunandi pMUT filmum er vel þekkt tækni og hægt er að fá upplýsingar um horn úr pMUT með því að nota til dæmis geislaformunartækni31,54. Hins vegar er merkjavinnslan sem þarf til að draga út hornupplýsingarnar ekki hentugur fyrir mælingar á litlum krafti. Fyrirhugaða kerfið sameinar taugamótaða gagnaforvinnsluhringrásina pMUT með RRAM-undirstaða taugamótunartölvunargrafík sem er innblásið af Jeffress líkaninu (Mynd 2c), sem veitir aðra orkusparandi og auðlindaþroska vélbúnaðarlausn. Við gerðum tilraun þar sem tveir pMUT skynjarar voru settir í um það bil 10 cm fjarlægð til að nýta mismunandi ToF hljóð sem móttökuhimnurnar tvær tóku á móti. Einn pMUT sem virkar sem sendir situr á milli móttakara. Markmiðið var 12 cm breið PVC plata, staðsett í fjarlægð D fyrir framan pMUT tækið (mynd 2b). Móttakandinn tekur upp hljóðið sem endurkastast frá hlutnum og bregst eins mikið við og hægt er á meðan hljóðbylgjunni líður. Endurtaktu tilraunina með því að breyta stöðu hlutarins, ákvarðað af fjarlægðinni D og horninu θ. Innblásin af hlekk. 55, leggjum við til taugaformaða forvinnslu á pMUT hráum merkjum til að umbreyta endurkastuðum bylgjum í toppa til að setja inn taugamótað reiknigraf. ToF sem samsvarar toppamplitude er dregið úr hverri rásanna tveggja og kóðað sem nákvæm tímasetning einstakra toppa. Á mynd. 2c sýnir rafrásina sem þarf til að tengja pMUT skynjarann við RRAM-undirstaða reiknigraf: fyrir hvorn tveggja pMUT móttakara er hrámerkið band-pass síað til að slétta, leiðrétta og síðan sent til leka samþættingarinnar í yfirstígunarham. kraftmikli þröskuldurinn (Mynd 2d) býr til úttaksatburð (gadd) og hleðslu (LIF) taugafrumu: útgangstíminn kóðar flugtímann sem greindist. LIF þröskuldurinn er kvarðaður á móti pMUT svöruninni og dregur þannig úr pMUT breytileika frá tæki til tækis. Með þessari nálgun, í stað þess að geyma alla hljóðbylgjuna í minni og vinna úr henni seinna, myndum við einfaldlega topp sem samsvarar ToF hljóðbylgjunnar, sem myndar inntakið í viðnámsminni reiknigrafið. Topparnir eru sendir beint á seinkunarlínurnar og samhliða samsvörunargreiningareiningum í taugamótunarútreikningum. Vegna þess að þeir eru sendir að hliðum smára er ekki þörf á frekari mögnunarrásum (sjá viðbótarmynd 4 fyrir nánari upplýsingar). Til að meta nákvæmni staðsetningarhornsins sem pMUT gefur og fyrirhugaðri merkjavinnsluaðferð mældum við ITD (þ.e. munurinn á tíma milli hámarksatburða sem myndast af tveimur viðtökum) þar sem fjarlægð og horn hlutarins var mismunandi. ITD greiningunni var síðan breytt í horn (sjá Aðferðir) og teiknuð upp á móti staðsetningu hlutarins: óvissan í mældum ITD jókst með fjarlægð og horni á hlutinn (Mynd 2e,f). Helsta vandamálið er hámarks-til-hávaða hlutfallið (PNR) í pMUT svöruninni. Því lengra sem hluturinn er, því lægra er hljóðmerkið og dregur þannig úr PNR (mynd 2f, græn lína). Lækkun PNR leiðir til aukinnar óvissu í ITD mati, sem leiðir til aukningar á staðsetningarnákvæmni (mynd 2f, blá lína). Fyrir hlut í 50 cm fjarlægð frá sendinum er hornnákvæmni kerfisins um það bil 10°. Hægt er að bæta þessa takmörkun sem einkennir skynjarans setja. Til dæmis er hægt að auka þrýstinginn sem sendir sendir og auka þannig spennuna sem knýr pMUT himnuna. Önnur lausn til að magna send merki er að tengja marga senda 56. Þessar lausnir munu auka greiningarsviðið á kostnað aukins orkukostnaðar. Hægt er að gera fleiri endurbætur á móttökuhliðinni. Hægt er að draga verulega úr hávaðagólfi pMUT móttakarans með því að bæta tenginguna á milli pMUT og fyrsta þrepa magnara, sem nú er gert með vírtengingum og RJ45 snúrum.
mynd af pMUT kristal með sex 880 µm himnum samþættum við 1,5 mm hæð. b Skýringarmynd mælingaruppsetningar. Markmiðið er staðsett í azimut stöðu θ og í fjarlægð D. pMUT sendirinn býr til 117,6 kHz merki sem skoppar af skotmarkinu og nær til tveggja pMUT móttakara með mismunandi flugtíma (ToF). Þessi munur, skilgreindur sem tímamismunur milli heyrnar (ITD), kóðar staðsetningu hlutar og hægt er að áætla hann með því að áætla hámarkssvörun móttakaranema tveggja. c Skýringarmynd af forvinnsluskrefum til að umbreyta hráu pMUT merkinu í toppraðir (þ.e. inntak á taugaformaða reiknigrafið). pMUT skynjararnir og taugamótunar reiknigrafin hafa verið framleidd og prófuð og taugamótunarforvinnslan byggir á hugbúnaðarhermi. d Svörun pMUT himnunnar við móttöku merkis og umbreytingu þess í spike domain. e Tilraunastaðsetning hornnákvæmni sem fall af hluthorni (Θ) og fjarlægð (D) til markhlutarins. ITD útdráttaraðferðin krefst lágmarks hornupplausnar sem er um það bil 4°C. f Hornnákvæmni (blá lína) og samsvarandi hámarks- og hávaðahlutfall (græn lína) á móti fjarlægð hluta fyrir Θ = 0.
Viðnámsminni geymir upplýsingar í óstöðugt leiðandi ástandi. Grundvallaratriði aðferðarinnar er að breyting á efninu á atómstigi veldur breytingu á rafleiðni þess57. Hér notum við oxíð-undirstaða viðnámsminni sem samanstendur af 5nm lagi af hafníumdíoxíði á milli efstu og neðra títan og títanítríð rafskauta. Hægt er að breyta leiðni RRAM tækja með því að beita straum/spennu bylgjuformi sem myndar eða slítur leiðandi þráðum af súrefnislausum rýmum á milli rafskautanna. Við samþættum slík tæki58 í staðlað 130 nm CMOS ferli til að búa til tilbúna endurstillanlega taugamótarás sem útfærir tilviljunarskynjara og seinkun línurás (Mynd 3a). Órokgjarnt og hliðrænt eðli tækisins, ásamt atburðadrifnu eðli taugamótunarhringrásarinnar, lágmarkar orkunotkun. Hringrásin hefur tafarlausa kveikja/slökkvaaðgerð: hún virkar strax eftir að kveikt er á henni, sem gerir kleift að slökkva alveg á rafmagninu þegar hringrásin er aðgerðalaus. Helstu byggingareiningar fyrirhugaðrar áætlunar eru sýndar á mynd. 3b. Það samanstendur af N samhliða einviðnámsbyggingum (1T1R) sem umrita taugamótaþyngd sem vegnir straumar eru teknir úr, sprautað inn í sameiginlega taugamót (DPI)59, og að lokum sprautað inn í taugamótið með samþættingu og leka. virkjað (LIF) taugafruma 60 (sjá Aðferðir til að fá nánari upplýsingar). Inntakshöggunum er beitt á hliðið á 1T1R uppbyggingunni í formi röð spennupúlsa með lengd á stærðargráðunni hundruð nanósekúndna. Viðnámsminni er hægt að setja í hátt leiðandi ástand (HCS) með því að beita ytri jákvæðri tilvísun á Vtop þegar Vbottom er jarðtengdur, og endurstilla í lágt leiðandi ástand (LCS) með því að setja jákvæða spennu á Vbottom þegar Vtop er jarðtengdur. Hægt er að stjórna meðalgildi HCS með því að takmarka forritunarstraum (samræmi) SET (ICC) með hliðarspennu raðra smára (mynd 3c). Aðgerðir RRAM í hringrásinni eru tvíþættar: þær beina og þyngja inntakspúlsana.
Skanna rafeindasmásjá (SEM) mynd af bláu HfO2 1T1R RRAM tæki sem er innbyggt í 130 nm CMOS tækni með valsíma (650 nm breiðum) í grænum lit. b Grunnbyggingareiningar fyrirhugaðs taugamótunarskemu. Inntaksspennupúlsarnir (topparnir) Vin0 og Vin1 neyta núverandi Iweight, sem er í réttu hlutfalli við leiðnistöðu G0 og G1 í 1T1R uppbyggingunni. Þessum straumi er sprautað inn í DPI taugamótin og örvar LIF taugafrumurnar. RRAM G0 og G1 eru sett upp í HCS og LCS í sömu röð. c Virkni uppsafnaðs leiðniþéttleika fyrir hóp 16K RRAM tækja sem fall af ICC straumsamsvörun, sem í raun stjórnar leiðnistigi. d Hringrásarmælingar í (a) sem sýna að G1 (í LCS) lokar í raun inntak frá Vin1 (grænt), og reyndar bregst himnuspenna úttaktaugafrumu aðeins við bláa inntakinu frá Vin0. RRAM ákvarðar í raun tengingar í hringrásinni. e Mæling á hringrásinni í (b) sem sýnir áhrif leiðnigildis G0 á himnuspennuna Vmem eftir að spennapúls Vin0 er beitt. Því meiri leiðni, því sterkari svörun: þannig útfærir RRAM tækið I/O tengingarvigtun. Mælingar voru gerðar á hringrásinni og sýna fram á tvíþætta virkni RRAM, leiðsögn og vigtun inntakspúlsa.
Í fyrsta lagi, þar sem það eru tvö grunnleiðniástand (HCS og LCS), geta RRAMs lokað eða misst af inntakspúlsum þegar þeir eru í LCS eða HCS ástandi, í sömu röð. Fyrir vikið ákvarðar RRAM í raun tengingarnar í hringrásinni. Þetta er grunnurinn að því að geta endurstillt arkitektúrinn. Til að sýna fram á þetta munum við lýsa tilbúinni hringrásarútfærslu á hringrásarblokkinni á mynd 3b. RRAM sem samsvarar G0 er forritað inn í HCS og annað RRAM G1 er forritað í LCS. Inntakspúlsar eru settir á bæði Vin0 og Vin1. Áhrif tveggja raða inntakspúlsa voru greind í úttaktaugafrumum með því að safna taugahimnuspennu og úttaksmerkinu með sveiflusjá. Tilraunin tókst þegar aðeins HCS tækið (G0) var tengt við púls taugafrumunnar til að örva himnuspennu. Þetta er sýnt á mynd 3d, þar sem bláa púlslestin veldur því að himnuspennan byggist upp á himnuþéttanum, en græna púlslestin heldur himnuspennunni stöðugri.
Annað mikilvæga hlutverk RRAM er útfærsla á tengingarþyngd. Með því að nota hliðræna leiðnistillingu RRAM er hægt að vega I/O tengingar í samræmi við það. Í annarri tilrauninni var G0 tækið forritað á mismunandi stig HCS og inntakspúlsinn var settur á VIn0 inntakið. Inntakspúlsinn dregur straum (Iweight) frá tækinu, sem er í réttu hlutfalli við leiðni og samsvarandi möguleikafall Vtop − Vbot. Þessum vegna straumi er síðan sprautað inn í DPI taugamótin og LIF úttaktaugafrumur. Himnuspenna úttaktaugafruma var skráð með sveiflusjá og sýnd á mynd 3d. Spennuhámark taugafrumnahimnunnar sem svar við einum inntakspúlsi er í réttu hlutfalli við leiðni viðnámsminni, sem sýnir að hægt er að nota RRAM sem forritanlegan þátt í taugamótaþyngd. Þessar tvær bráðabirgðaprófanir sýna að fyrirhugaður RRAM-undirstaða taugamótunarvettvangur er fær um að innleiða grunnþætti grunnkerfis Jeffress, þ.e. tafalínuna og tilviljunarskynjararásina. Hringrásarpallinn er byggður með því að stafla kubbum í röð hlið við hlið, eins og kubbunum á mynd 3b, og tengja hlið þeirra við sameiginlega inntakslínu. Við hönnuðum, framleiddum og prófuðum taugamótaðan vettvang sem samanstendur af tveimur framleiðslutaugafrumum sem fá tvö inntak (mynd 4a). Hringrásarmyndin er sýnd á mynd 4b. Efri 2 × 2 RRAM fylkið gerir kleift að beina inntakspúlsum til tveggja úttaktaugafruma, en neðra 2 × 2 fylkið leyfir endurteknar tengingar tveggja taugafrumna (N0, N1). Við sýnum fram á að hægt er að nota þennan vettvang með seinkunarlínu og tveimur mismunandi aðgerðum tilviljunarskynjara, eins og sýnt er með tilraunamælingum á mynd 4c-e.
Hringrásarmynd mynduð af tveimur úttaktaugafrumum N0 og N1 sem fá tvö inntak 0 og 1. Fjögur efstu tækin í fylkinu skilgreina taugamótunartengingar frá inntak til úttaks og fjórar neðstu frumurnar skilgreina endurteknar tengingar milli taugafrumna. Lituðu RRAM-minnin tákna tækin sem eru stillt í HCS hægra megin: tækin í HCS leyfa tengingar og tákna þyngd, en tækin í LCS blokka inntakspúlsa og slökkva á tengingum við úttak. b Skýringarmynd af hringrás (a) með átta RRAM einingar auðkenndar með bláu. c Seinkunarlínur myndast með því einfaldlega að nota gangverki DPI taugamóta og LIF taugafrumna. Græna RRAM er stillt á leiðni nógu hátt til að geta framkallað bilun við úttakið eftir inntakseinkunina Δt. d Skýringarmynd af stefnuónæmri CD uppgötvun tímaháðra merkja. Úttaks taugafruma 1, N1, kviknar á inntak 0 og 1 með stuttri töf. e Stefnanæm CD hringrás, hringrás sem skynjar þegar inntak 1 nálgast inntak 0 og kemur á eftir inntak 0. Úttak hringrásarinnar er táknað með taugafrumu 1 (N1).
Seinkunarlínan (Mynd 4c) notar einfaldlega kraftmikla hegðun DPI taugamóta og LIF taugafrumna til að endurskapa inntakið frá Vin1 til Vout1 með því að seinka Tdel. Aðeins G3 RRAM tengt Vin1 og Vout1 er forritað í HCS, restin af RRAM er forrituð í LCS. G3 tækið var forritað fyrir 92,6 µs til að tryggja að hver inntakspúls auki himnuspennu úttaktaugafrumunnar nægilega til að ná þröskuldinum og mynda seinkaðan úttakspúls. Seinkun Tdel er ákvörðuð af synaptic og tauga tímaföstum. Tilviljunarskynjarar greina tilvik tímabundinna en staðbundinna inntaksmerkja. Stefnanæmur geisladiskur treystir á einstök inntak sem rennur saman í sameiginlega úttaktaugafrumu (Mynd 4d). RRAMs tvö sem tengja Vin0 og Vin1 við Vout1, G2 og G4 í sömu röð eru forrituð fyrir mikla leiðni. Samtímis komu toppa á Vin0 og Vin1 eykur spennu N1 taugafrumuhimnunnar yfir viðmiðunarmörkin sem þarf til að mynda úttaksdoppinn. Ef inntakin tvö eru of langt á milli í tíma getur hleðslan á himnuspennunni sem safnast fyrir fyrsta inntakið fengið tíma til að rotna, sem kemur í veg fyrir að himnugetan N1 nái viðmiðunargildinu. G1 og G2 eru forritaðir fyrir um það bil 65 µs, sem tryggir að ein inntaksbylgja eykur ekki himnuspennuna nógu mikið til að valda úttaksbylgju. Tilviljunargreining milli atburða sem dreift er í tíma og rúmi er grundvallaraðgerð sem notuð er í margs konar skynjunarverkefnum eins og hindrunum sem byggjast á sjónflæði og staðsetning hljóðgjafa. Þannig er stefnumótunarnæm og ónæm geisladiskur grunnur grunnur til að smíða sjón- og hljóðstaðsetningarkerfi. Eins og sést af eiginleikum tímafastanna (sjá viðbótarmynd 2), útfærir fyrirhuguð hringrás hæfilegt svið af fjórum stærðargráðum tímakvarða. Þannig getur það samtímis uppfyllt kröfur mynd- og hljóðkerfa. Stefnanæmur CD er hringrás sem er næm fyrir staðbundinni röð púlsa: frá hægri til vinstri og öfugt. Það er grundvallarbyggingareining í grunnhreyfingarskynjunarneti Drosophila sjónkerfisins, notað til að reikna út hreyfistefnur og greina árekstra62. Til að ná fram stefnunæmum geisladiski þarf að beina tveimur inntakum að tveimur mismunandi taugafrumum (N0, N1) og koma á stefnutengingu á milli þeirra (mynd 4e). Þegar fyrsta inntakið er móttekið bregst NO við með því að auka spennuna yfir himnuna yfir þröskuldsgildið og senda út byl. Þessi úttaksviðburður kveikir aftur á móti N1 þökk sé stefnutengingunni sem er auðkennd með grænu. Ef inntaksviðburður Vin1 kemur og gefur N1 orku á meðan himnuspenna hans er enn há, myndar N1 úttakstilvik sem gefur til kynna að samsvörun hafi fundist á milli inntakanna tveggja. Stefnutengingar gera N1 aðeins kleift að gefa frá sér úttak ef inntak 1 kemur á eftir inntak 0. G0, G3 og G7 eru forrituð á 73,5 µS, 67,3 µS og 40,2 µS, í sömu röð, sem tryggir að einn toppur á inntak Vin0 veldur seinkun framleiðsla toppur, en himnumöguleiki N1 nær aðeins þröskuldi þegar bæði inntak sprengingar koma samstilltar. .
Breytileiki er uppspretta ófullkomleika í líkanuðum taugamótakerfum63,64,65. Þetta leiðir til ólíkrar hegðunar taugafrumna og taugamóta. Dæmi um slíka ókosti eru 30% (meðalstaðalfrávik) breytileiki í inntaksstyrk, tímafasta og eldföstu tímabili, svo fátt eitt sé nefnt (sjá Aðferðir). Þetta vandamál er enn meira áberandi þegar margar taugahringrásir eru tengdar saman, svo sem stefnumótunarnæm geisladisk sem samanstendur af tveimur taugafrumum. Til að virka sem skyldi ættu ávinnings- og hrörnunartímafastar tveggja taugafrumna að vera eins svipaðir og hægt er. Til dæmis getur mikill munur á inntaksaukningu valdið því að ein taugafruma bregst of mikið við inntakspúls á meðan hin taugafruman svarar varla. Á mynd. Mynd 5a sýnir að af handahófi valdar taugafrumur bregðast öðruvísi við sama inntakspúls. Þessi taugabreytileiki skiptir til dæmis máli fyrir virkni stefnunæma geisladiska. Í kerfinu sem sýnt er á mynd. 5b, c, inntaksaukning taugafrumu 1 er mun meiri en taugafrumu 0. Þannig þarf taugafruma 0 þrjá inntakspúlsa (í stað 1) til að ná þröskuldinum og taugafruma 1, eins og búist var við, þarf tvo inntakstilburði. Innleiðing á topptímaháðri lífhermilíkingu (STDP) er möguleg leið til að draga úr áhrifum ónákvæmra og hægra tauga- og taugakerfisrása á afköst kerfisins43. Hér leggjum við til að nota plasthegðun viðnámsminni sem leið til að hafa áhrif á aukningu á taugainntak og draga úr áhrifum breytileika í taugamótarásum. Eins og sýnt er á mynd. 4e, leiðnistig sem tengist RRAM synaptic massa stýrði í raun samsvarandi taugahimnuspennuviðbrögðum. Við notum endurtekna RRAM forritunarstefnu. Fyrir tiltekið inntak eru leiðnigildi taugamótunarþyngdarinnar endurforrituð þar til markhegðun hringrásarinnar er fengin (sjá Aðferðir).
a Tilraunamælingar á svörun níu einstakra taugafrumna sem valdir eru af handahófi við sama inntakspúls. Viðbrögðin eru mismunandi eftir þýðum, sem hefur áhrif á inntaksávinning og tímafasta. b Tilraunamælingar á áhrifum taugafrumna á breytileika taugafrumna sem hafa áhrif á stefnunæma CD. Tvær stefnunæmu CD úttaktaugafrumur bregðast mismunandi við inntaksáreiti vegna breytileika taugafrumna til taugafrumna. Taugafruma 0 hefur lægri inntaksaukning en taugafruma 1, þannig að það þarf þrjá inntakspúlsa (í stað 1) til að búa til úttaksbrodd. Eins og búist var við nær taugafruma 1 þröskuldinum með tveimur inntaksviðburðum. Ef inntak 1 kemur Δt = 50 µs eftir að taugafruma 0 kviknar, er CD þögul vegna þess að Δt er stærri en tímafasti taugafrumu 1 (um 22 µs). c minnkar um Δt = 20 µs, þannig að inntak 1 nær hámarki þegar skottaugafrumu 1 er enn mikil, sem leiðir til þess að tveir inntaksatburðir greina samtímis.
Tveir þættir sem notaðir eru í ITD útreikningsdálknum eru seinkun lína og stefnuónæmis geisladiskurinn. Báðar hringrásirnar krefjast nákvæmrar kvörðunar til að tryggja góða staðsetningu hluta. Seinkunarlínan verður að skila nákvæmlega seinkaðri útgáfu af inntakstoppnum (mynd 6a), og geisladiskurinn verður aðeins að virkja þegar inntakið fellur innan markskynjunarsviðsins. Fyrir seinkunarlínuna voru synaptic þyngd inntakstenginga (G3 á mynd 4a) endurforrituð þar til markmiðseinkunin var fengin. Stilltu vikmörk í kringum markseinkunina til að stöðva forritið: því minni sem vikmörkin eru, því erfiðara er að stilla seinkunarlínuna með góðum árangri. Á mynd. Mynd 6b sýnir niðurstöður kvörðunarferlis seinkunarlínu: það má sjá að fyrirhugað kerfi getur nákvæmlega veitt allar þær tafir sem krafist er í hönnunarkerfinu (frá 10 til 300 μs). Hámarksfjöldi kvörðunarendurtekningar hefur áhrif á gæði kvörðunarferlisins: 200 endurtekningar geta dregið úr villunni í minna en 5%. Ein endurtekning kvörðunar samsvarar stillingu/núllstillingu á RRAM frumu. Stillingarferlið er einnig mikilvægt til að bæta nákvæmni geisladiskaeiningarinnar augnabliks loka atburðaskynjunar. Það tók tíu endurtekningar kvörðunar til að ná raunverulegu jákvæðu hlutfalli (þ.e. hlutfall atburða sem rétt er skilgreint sem viðeigandi) yfir 95% (blá lína á mynd 6c). Hins vegar hafði stillingarferlið ekki áhrif á falska jákvæða atburði (þ.e. tíðni atburða sem ranglega voru auðkennd sem viðeigandi). Önnur aðferð sem sést í líffræðilegum kerfum til að sigrast á tímatakmörkunum á hraðvirkjandi ferlum er offramboð (það er að segja að mörg eintök af sama hlutnum eru notuð til að framkvæma tiltekið hlutverk). Innblásin af biology66 settum við nokkrar geisladiskarásir í hverja geisladiskaeiningu á milli seinkunarlínanna tveggja til að draga úr áhrifum rangra jákvæða. Eins og sýnt er á mynd. 6c (græn lína), með því að setja þrjá geisladiskaþætti í hverja geisladiskaeiningu getur það lækkað falskan viðvörunarhraða í minna en 10–2.
a Áhrif breytileika taugafrumna á seinkunarlínurásir. b Hægt er að stækka seinkun línurásir í miklar tafir með því að stilla tímafasta samsvarandi LIF taugafrumna og DPI taugamóta á stór gildi. Með því að fjölga endurtekningum á RRAM kvörðunarferlinu var hægt að bæta verulega nákvæmni markseinkunnar: 200 endurtekningar minnkuðu villuna í minna en 5%. Ein endurtekning samsvarar SET/RESET aðgerð á RRAM frumu. Hægt er að útfæra hverja geisladiskaeiningu í c Jeffress líkaninu með því að nota N samhliða geisladiska þætti fyrir meiri sveigjanleika með tilliti til kerfisbilana. d Fleiri RRAM-kvörðunarendurtekningar auka hið sanna jákvæða hlutfall (blá lína), en rangt jákvæða hlutfallið er óháð fjölda endurtekninga (græna línan). Með því að setja fleiri CD þætti samhliða kemur í veg fyrir ranga uppgötvun á samsvörun CD mát.
Við metum nú frammistöðu og orkunotkun hins samþætta staðsetningarkerfis frá enda til enda sem sýnt er á mynd 2 með því að nota mælingar á hljóðeiginleikum pMUT skynjarans, geisladisksins og seinkunarlínurásanna sem mynda taugaformaða tölvuritið. Jeffress líkan (mynd 1a). Hvað varðar taugaformaða tölvugrafina, því meiri sem fjöldi geisladiskaeininga er, því betri er hornupplausnin, en einnig því meiri orka kerfisins (Mynd 7a). Hægt er að ná málamiðlun með því að bera saman nákvæmni einstakra íhluta (pMUT skynjara, taugafrumna og taugamótarása) við nákvæmni alls kerfisins. Upplausn seinkunarlínunnar er takmörkuð af tímafastum herma taugamóta og taugafrumna, sem í kerfi okkar fara yfir 10 µs, sem samsvarar 4° hornaupplausn (sjá Aðferðir). Fullkomnari hnútar með CMOS tækni gera kleift að hanna tauga- og taugakerfisrásir með lægri tímafasta, sem leiðir til meiri nákvæmni tafalínunnar. Hins vegar, í okkar kerfi, er nákvæmnin takmörkuð af villunni pMUT við mat á hornstöðu, þ.e. 10° (blá lárétt lína á mynd 7a). Við festum fjölda geisladiskaeininga við 40, sem samsvarar um það bil 4° hornupplausn, þ.e. hornnákvæmni reikniritsins (ljósblá lárétt lína á mynd 7a). Á kerfisstigi gefur þetta 4° upplausn og 10° nákvæmni fyrir hluti sem eru staðsettir 50 cm fyrir framan skynjarakerfið. Þetta gildi er sambærilegt við taugamótunarhljóðstaðsetningarkerfin sem greint er frá í sk. 67. Samanburð á fyrirhuguðu kerfi og nýjustu tækni er að finna í viðbótartöflu 1. Að bæta við viðbótar pMUT, auka hljóðmerkisstig og draga úr rafrænum hávaða eru mögulegar leiðir til að bæta staðsetningarnákvæmni enn frekar. ) er metið á 9,7. nz. 55. Miðað við 40 CD einingar á reiknigrafinu, áætlaði SPICE uppgerðin að orkan í hverri aðgerð (þ.e. hlutstaðaorka) væri 21,6 nJ. Taugamótakerfið er aðeins virkjað þegar inntaksviðburður kemur, þ.e. þegar hljóðbylgja nær hvaða pMUT móttakara sem er og fer yfir greiningarþröskuldinn, annars helst hún óvirk. Þetta kemur í veg fyrir óþarfa orkunotkun þegar ekkert inntaksmerki er til staðar. Miðað við tíðni staðsetningaraðgerða upp á 100 Hz og virkjunartímabil upp á 300 µs í hverri aðgerð (hámarks mögulega ITD), þá er orkunotkun taugamótaða tölfræðiritsins 61,7 nW. Með taugamótaforvinnslu sem beitt er á hvern pMUT móttakara nær orkunotkun alls kerfisins 81,6 nW. Til að skilja orkunýtni fyrirhugaðrar taugamótunaraðferðar samanborið við hefðbundinn vélbúnað, bárum við þessa tölu saman við orkuna sem þarf til að framkvæma sama verkefni á nútíma lítilli afl örstýringu með því að nota annaðhvort taugamótaða eða hefðbundna geislamyndun68 Skill. Taugamótunaraðferðin tekur mið af hliðrænu-í-stafrænu breytistigi (ADC), fylgt eftir með band-pass síu og umslagsútdráttarstigi (Teeger-Kaiser aðferð). Að lokum er gerð þröskuldsaðgerð til að draga út ToF. Við höfum sleppt útreikningi á ITD byggt á ToF og umbreytingu í áætlaða hornstöðu þar sem þetta gerist einu sinni fyrir hverja mælingu (sjá Aðferðir). Miðað við sýnatökuhraða 250 kHz á báðum rásum (pMUT móttakara), 18 bandpass síuaðgerðir, 3 umslagsútdráttaraðgerðir og 1 þröskuldsaðgerð á hverju sýni, er heildarorkunotkun áætluð 245 míkróvött. Þetta notar lágaflsstillingu örstýringarinnar69, sem kviknar á þegar reikniritin eru ekki keyrð, sem dregur úr orkunotkun í 10,8 µW. Orkunotkun geislaformandi merkjavinnslulausnarinnar sem lögð er til í tilvísuninni. 31, með 5 pMUT móttakara og 11 geislum jafnt dreift í azimut planinu [-50°, +50°], er 11,71 mW (sjá kaflann Aðferðir til að fá nánari upplýsingar). Að auki greinum við frá orkunotkun FPGA47-undirstaðar tímamismunakóðara (TDE) sem er metin á 1,5 mW í stað Jeffress líkansins fyrir staðsetningar hluta. Byggt á þessum áætlunum dregur fyrirhuguð taugamótunaraðferð úr orkunotkun um fimm stærðargráður samanborið við örstýringu sem notar klassíska geislaformunartækni fyrir staðsetningaraðgerðir hluta. Með því að taka upp taugamótaða nálgun við merkjavinnslu á klassískum örstýringu dregur það úr orkunotkun um um tvær stærðargráður. Skilvirkni fyrirhugaðs kerfis má útskýra með samsetningu ósamstilltra viðnámsminni hliðstæða hringrás sem er fær um að framkvæma útreikninga í minni og skorti á hliðstæðum-í-stafrænu umbreytingu sem þarf til að skynja merki.
a Hornupplausn (blá) og orkunotkun (græn) staðsetningaraðgerðarinnar eftir fjölda geisladiskaeininga. Dökkbláa lárétta súlan táknar hornnákvæmni PMUT og ljósbláa lárétta stöngin táknar hornnákvæmni taugamótunar reiknilínunnar. b Orkunotkun fyrirhugaðs kerfis og samanburður við tvær umræddar örstýringarútfærslur og stafræna útfærslu á Time Difference Encoder (TDE)47 FPGA.
Til að lágmarka orkunotkun markstaðsetningarkerfisins hugsuðum við, hönnuðum og innleiddum skilvirka, atburðadrifna RRAM-undirstaða taugamótunarhringrás sem vinnur merkjaupplýsingarnar sem innbyggðu skynjararnir mynda til að reikna út staðsetningu markhlutarins í raun. tíma. . Þó hefðbundnar vinnsluaðferðir taka stöðugt sýnishorn af greindum merkjum og framkvæma útreikninga til að draga út gagnlegar upplýsingar, framkvæmir fyrirhuguð taugamótunarlausn útreikninga ósamstillt þegar gagnlegar upplýsingar berast og hámarkar orkunýtni kerfisins um fimm stærðargráður. Að auki leggjum við áherslu á sveigjanleika RRAM-undirstaða taugamótunarrása. Hæfni RRAM til að breyta leiðni á óstöðugan hátt (plasticity) bætir upp fyrir eðlislægan breytileika öfgalítills hliðræns DPI taugakerfis og taugarása. Þetta gerir þessa RRAM-byggða hringrás fjölhæfa og öfluga. Markmið okkar er ekki að draga flóknar aðgerðir eða mynstur úr merkjum, heldur að staðsetja hluti í rauntíma. Kerfið okkar getur líka þjappað merkinu á skilvirkan hátt og að lokum sent það í frekari vinnsluþrep til að taka flóknari ákvarðanir þegar þörf krefur. Í tengslum við staðsetningarforrit getur taugamótað forvinnsluskref okkar veitt upplýsingar um staðsetningu hluta. Þessar upplýsingar er til dæmis hægt að nota fyrir hreyfiskynjun eða látbragðsgreiningu. Við leggjum áherslu á mikilvægi þess að sameina ofurlítið aflskynjara eins og pMUTs og ofurlítið afl rafeindatækni. Fyrir þetta hafa taugamótunaraðferðir verið lykilatriði þar sem þær hafa leitt okkur til að þróa nýjar hringrásarútfærslur á líffræðilega innblásnum reikniaðferðum eins og Jeffress líkaninu. Í samhengi við skynjarasamrunaforrit er hægt að sameina kerfið okkar við nokkra mismunandi atburðabyggða skynjara til að fá nákvæmari upplýsingar. Þó að uglur séu frábærar í að finna bráð í myrkri hafa þær frábæra sjón og framkvæma samsetta heyrnar- og sjónleit áður en þær ná bráð70. Þegar tiltekin heyrnartaugafruma kviknar fær uglan þær upplýsingar sem hún þarf til að ákvarða í hvaða átt hún á að hefja sjónræna leit sína og beinir þannig athygli sinni að litlum hluta sjónræns senu. Sambland sjónskynjara (DVS myndavél) og fyrirhugaðs hlustunarskynjara (byggt á pMUT) ætti að kanna til að þróa framtíðar sjálfstæða aðila.
pMUT skynjarinn er staðsettur á PCB með tveimur móttökum sem eru um það bil 10 cm á milli, og sendirinn er staðsettur á milli móttakara. Í þessu verki er hver himna tvíbreytileg uppbygging sem samanstendur af tveimur lögum af piezoelectric álnítríði (AlN) 800 nm þykkt samloka á milli þriggja laga af mólýbdeni (Mo) 200 nm þykkt og húðað með 200 nm þykku lagi. efsta passivating SiN lagið eins og lýst er í tilvísuninni. 71. Innri og ytri rafskaut eru sett á neðsta og efsta lag mólýbdens, en miðmólýbden rafskautið er ómynstrað og notað sem jörð, sem leiðir til himna með fjórum pörum af rafskautum.
Þessi arkitektúr gerir kleift að nota algenga himnuaflögun, sem leiðir til bættrar sendingar- og móttökunæmis. Slík pMUT sýnir venjulega örvunarnæmni upp á 700 nm/V sem sendir, sem gefur yfirborðsþrýsting upp á 270 Pa/V. Sem móttakari sýnir ein pMUT filma skammhlaupsnæmni upp á 15 nA/Pa, sem er beintengt við piezoelectric stuðul AlN. Tæknilegur breytileiki spennunnar í AlN laginu leiðir til breytinga á ómunatíðni, sem hægt er að jafna upp með því að beita DC bias á pMUT. DC næmi mældist við 0,5 kHz/V. Fyrir hljóðeinkenni er hljóðnemi notaður fyrir framan pMUT.
Til að mæla bergmálspúlsinn settum við rétthyrndan plötu með um það bil 50 cm2 flatarmál fyrir framan pMUT til að endurkasta hljóðbylgjunum sem sendar eru. Bæði fjarlægðin milli platanna og hornið miðað við pMUT planið er stjórnað með sérstökum haldurum. Tectronix CPX400DP spennugjafi hallar á þrjár pMUT-himnur, stillir ómunatíðnina á 111,9 kHz31, en sendarnir eru knúnir áfram af Tectronix AFG 3102 púlsrafalli sem er stilltur á endurómtíðni (111,9 kHz 111,0 kHz) og 0,0 kHz. Straumum sem lesið er af fjórum úttaksportum hvers pMUT móttakara er breytt í spennu með því að nota sérstakan mismunadrifstraums- og spennuarkitektúr og merki sem myndast eru stafræn með Spektrum gagnaöflunarkerfinu. Greiningarmörkin einkenndust af pMUT merkjaöflun við mismunandi aðstæður: við færðum endurskinsmerki í mismunandi fjarlægð [30, 40, 50, 60, 80, 100] cm og breyttum pMUT stuðningshorni ([0, 20, 40] o ) Mynd 2b sýnir tímabundna ITD upplausn sem fer eftir samsvarandi hornstöðu í gráðum.
Þessi grein notar tvær mismunandi RRAM hringrásir sem eru ekki í hillunni. Sú fyrsta er fylki 16.384 (16.000) tækja (128 × 128 tæki) í 1T1R uppsetningu með einum smári og einum viðnám. Annar flísinn er taugamótandi pallurinn sem sýndur er á mynd 4a. RRAM fruman samanstendur af 5 nm þykkri HfO2 filmu sem er felld inn í TiN/HfO2/Ti/TiN stafla. RRAM staflan er innbyggður í baklínu (BEOL) staðlaðs 130nm CMOS ferlisins. RRAM-undirstaða taugamótunarrásir bjóða upp á hönnunaráskorun fyrir alhliða rafeindakerfi þar sem RRAM tæki eru samhliða hefðbundinni CMOS tækni. Sérstaklega verður að lesa leiðnistöðu RRAM tækisins og nota sem aðgerðarbreytu fyrir kerfið. Í þessu skyni var hringrás hönnuð, framleidd og prófuð sem les strauminn frá tækinu þegar inntakspúls er móttekin og notar þennan straum til að þyngja svörun mismunapörs samþættingar (DPI) synapse. Þessi hringrás er sýnd á mynd 3a, sem táknar grunnbyggingareiningar taugamótunarpallsins á mynd 4a. Inntakspúls virkjar hlið 1T1R tækisins, framkallar straum í gegnum RRAM í réttu hlutfalli við leiðni tækisins G (Iweight = G(Vtop – Vx)). Snúningsinntak rekstrarmagnarans (op-amp) hringrásarinnar er með stöðuga DC forspennu Vtop. Neikvæð endurgjöf op-magnarans mun veita Vx = Vtop með því að veita jafnan straum frá M1. Núverandi Iweight sem er sótt úr tækinu er sprautað inn í DPI synapse. Sterkari straumur mun leiða til meiri afskautunar, þannig að RRAM leiðni útfærir á áhrifaríkan hátt taugamótunarþyngd. Þessum veldisvísis taugamótandi straumi er sprautað í gegnum himnuþétta Leaky Integration and Excitation (LIF) taugafrumna, þar sem hann er samþættur sem spenna. Ef þröskuldsspenna himnunnar (rofispenna invertersins) er yfirstigið, er úttakshluti taugafrumunnar virkjaður, sem framleiðir útgangsstuðul. Þessi púls snýr aftur og færir himnuþétta taugafrumunnar til jarðar, sem veldur því að hann losnar. Þessari hringrás er síðan bætt við púlsþenslutæki (ekki sýnt á mynd 3a), sem mótar úttakspúls LIF taugafrumunnar að markpúlsbreiddinni. Margföldunartæki eru einnig innbyggð í hverja línu, sem gerir kleift að setja spennu á efstu og neðri rafskaut RRAM tækisins.
Rafmagnsprófun felur í sér greiningu og skráningu á kraftmikilli hegðun hliðrænna rafrása, auk forritunar og lestrar RRAM tækja. Bæði skrefin krefjast sérstaks verkfæra sem öll eru tengd við skynjaraborðið á sama tíma. Aðgangur að RRAM tækjum í taugamótarásum fer fram frá ytri verkfærum í gegnum multiplexer (MUX). MUX aðskilur 1T1R frumuna frá restinni af rafrásunum sem hann tilheyrir, sem gerir kleift að lesa og/eða forrita tækið. Til að forrita og lesa RRAM tæki er Keithley 4200 SCS vél notuð ásamt Arduino örstýringu: sá fyrsti fyrir nákvæma púlsmyndun og straumlestur, og sá síðari fyrir skjótan aðgang að einstökum 1T1R þáttum í minni fylkinu. Fyrsta aðgerðin er að mynda RRAM tækið. Frumarnir eru valdir ein af öðrum og jákvæð spenna er sett á milli efstu og neðstu rafskautanna. Í þessu tilviki er straumurinn takmarkaður við stærðargráðuna tugi míkróampera vegna framboðs á samsvarandi hliðarspennu til valsímans. RRAM fruman getur síðan snúið á milli lágleiðandi ástands (LCS) og háleiðandi ástands (HCS) með því að nota RESET og SET aðgerðir, í sömu röð. SET aðgerðin er framkvæmd með því að beita rétthyrndum spennapúlsi með lengd 1 μs og toppspennu 2,0-2,5 V á efri rafskautið, og samstillingarpúls af svipaðri lögun með toppspennu 0,9-1,3 V til hliðið á valsímanum. Þessi gildi leyfa að stilla RRAM leiðni með 20-150 µs millibili. Fyrir RESET er 1 µs breiður, 3 V topppúls settur á neðstu rafskautið (bitalínu) frumunnar þegar hliðarspennan er á bilinu 2,5-3,0 V. Inntak og úttak hliðrænu rásanna eru kraftmikil merki . Fyrir inntak fléttuðum við tvo HP 8110 púlsgjafa með Tektronix AFG3011 merkjagjafa. Inntakspúlsinn hefur breidd 1 µs og hækkun/fall brún 50 ns. Gert er ráð fyrir að þessi tegund af púls sé dæmigerður galli í hringrásum sem byggjast á hliðstæðum bilun. Hvað varðar úttaksmerkið var úttaksmerkið skráð með Teledyne LeCroy 1 GHz sveiflusjá. Sýnt hefur verið fram á að hraði sveiflusjár sé ekki takmarkandi þáttur í greiningu og öflun hringrásargagna.
Að nota gangverki hliðrænna rafeindatækni til að líkja eftir hegðun taugafrumna og taugamóta er glæsileg og skilvirk lausn til að bæta skilvirkni reiknivélarinnar. Ókosturinn við þessa reiknilegu undirlag er að hún er breytileg eftir kerfi. Við magngreindum breytileika taugafrumna og taugamótarása (aukamynd 2a, b). Af öllum birtingarmyndum breytileika hafa þær sem tengjast tímaföstum og inntaksávinningi mest áhrif á kerfisstigi. Tímafasti LIF taugafrumu og DPI taugamóta er ákvarðaður af RC hringrás, þar sem gildi R er stjórnað af hlutdrægni sem er beitt á hlið smára (Vlk fyrir taugafrumu og Vtau fyrir taugamót), sem ákvarðar lekahraða. Inntaksaukning er skilgreind sem hámarksspenna sem náð er af taugamóta- og taugahimnuþéttum örvuðum af inntakspúls. Inntaksaukningunni er stjórnað af öðrum hlutdrægni smári sem mótar inntaksstrauminn. Monte Carlo uppgerð sem var kvarðuð á 130nm ferli ST Microelectronics var gerð til að safna inntaksstyrk og tímafasta tölfræði. Niðurstöðurnar eru sýndar á aukamynd 2, þar sem inntaksaukning og tímafasti eru magngreindir sem fall af forspennu sem stjórnar lekahraðanum. Græn merki mæla staðalfrávik tímafastans frá meðaltali. Bæði taugafrumur og taugamótarásir gátu tjáð fjölbreytt úrval tímafasta á bilinu 10-5-10-2 sek., eins og sýnt er í viðbótarmynd. Inntaksmögnun (aukamynd. 2e,d) á breytileika taugafrumna og taugamóta var um það bil 8% og 3%, í sömu röð. Slíkur skortur er vel skjalfestur í bókmenntum: ýmsar mælingar voru gerðar á fjölda DYNAP flögum til að meta misræmi milli íbúa LIF63 taugafrumna. Taugamótin í BrainScale blönduðu merkjaflögunni voru mæld og ósamræmi þeirra greind og kvörðunaraðferð var lögð til til að draga úr áhrifum breytileika á kerfisstigi64.
Hlutverk RRAM í taugamótarásum er tvíþætt: skilgreining á arkitektúr (beina inntak til úttaks) og útfærsla á synaptic þyngd. Síðarnefndu eiginleikann er hægt að nota til að leysa vandamálið um breytileikann í líkangerðum taugamótarásum. Við höfum þróað einfaldan kvörðunaraðferð sem felur í sér að endurforrita RRAM tækið þar til hringrásin sem verið er að greina uppfyllir ákveðnar kröfur. Fyrir tiltekið inntak er úttakið fylgst með og RRAM er endurforritað þar til markhegðun er náð. Biðtími upp á 5 s var tekinn upp á milli forritunaraðgerða til að leysa vandamálið með RRAM slökun sem leiðir til tímabundinna leiðni sveiflur (viðbótarupplýsingar). Synaptic þyngd er stillt eða kvarðað í samræmi við kröfur taugamótunarhringrásarinnar sem verið er að móta. Kvörðunarferlið er dregið saman í viðbótar reikniritum [1, 2] sem einbeita sér að tveimur grundvallareiginleikum taugamótunarpalla, seinkunarlínur og stefnuónæmir CD. Fyrir hringrás með seinkunarlínu er markhegðunin að gefa út úttakspúls með seinkun Δt. Ef raunveruleg hringrásartöf er minni en markgildið ætti að minnka synaptic þyngd G3 (G3 ætti að endurstilla og síðan stilla á lægri samsvarandi straum Icc). Aftur á móti, ef raunveruleg seinkun er meiri en markgildi, verður að auka leiðni G3 (G3 verður fyrst að endurstilla og síðan stilla á hærra Icc gildi). Þetta ferli er endurtekið þar til seinkunin sem myndast af hringrásinni samsvarar markgildinu og vikmörk er stillt til að stöðva kvörðunarferlið. Fyrir geisladiska sem eru ónæmar fyrir stefnu, taka tvö RRAM tæki, G1 og G3, þátt í kvörðunarferlinu. Þessi hringrás hefur tvö inntak, Vin0 og Vin1, seinkað um dt. Hringrásin ætti aðeins að bregðast við töfum undir samsvörunarsviðinu [0,dtCD]. Ef það er enginn úttakstoppur, en inntakstoppinn er nálægt, ætti að auka bæði RRAM tækin til að hjálpa taugafrumunni að ná þröskuldinum. Hins vegar, ef hringrásin bregst við seinkun sem fer yfir marksvið dtCD, verður leiðni að minnka. Endurtaktu ferlið þar til rétt hegðun er fengin. Samræmisstraumur er hægt að stilla með innbyggðu hliðrænu hringrásinni í sk. 72,73. Með þessari innbyggðu hringrás er hægt að framkvæma slíkar aðgerðir reglulega til að kvarða kerfið eða endurnýta það fyrir annað forrit.
Við metum orkunotkun taugamótaðrar merkjavinnsluaðferðar okkar á venjulegum 32 bita örstýringu68. Í þessu mati gerum við ráð fyrir notkun með sömu uppsetningu og í þessari grein, með einum pMUT sendi og tveimur pMUT móttakara. Þessi aðferð notar bandpass síu, fylgt eftir með umslagsútdráttarskref (Teeger-Kaiser), og að lokum er þröskuldsaðgerð beitt á merkið til að draga út flugtímann. Útreikningi á ITD og umbreytingu hans í greiningarhorn er sleppt í matinu. Við lítum á útfærslu á bandpasssíu sem notar 4. stigs óendanlega hvatsviðbragðssíu sem krefst 18 flotpunktaaðgerða. Umslagsútdráttur notar þrjár flotpunktsaðgerðir í viðbót og síðasta aðgerðin er notuð til að stilla þröskuldinn. Alls þarf 22 flotpunktaaðgerðir til að forvinna merkið. Senda merkið er stutt straumur af 111,9 kHz sinusbylgjuformi sem myndast á 10 ms fresti sem leiðir til staðsetningarstarfstíðni upp á 100 Hz. Við notuðum sýnatökuhraða 250 kHz til að fara eftir Nyquist og 6 ms glugga fyrir hverja mælingu til að ná 1 metra bili. Athugið að 6 millisekúndur eru flugtími hlutar sem er í 1 metra fjarlægð. Þetta veitir orkunotkun upp á 180 µW fyrir A/D umbreytingu við 0,5 MSPS. Merkjaforvinnsla er 6,60 MIPS (leiðbeiningar á sekúndu), sem gefur 0,75 mW. Hins vegar getur örstýringin skipt yfir í lágorkuham 69 þegar reikniritið er ekki í gangi. Þessi stilling veitir kyrrstöðuaflnotkun upp á 10,8 μW og vöknunartíma upp á 113 μs. Miðað við 84 MHz klukkutíðni lýkur örstýringurinn öllum aðgerðum taugamótunar reikniritsins innan 10 ms, og reikniritið reiknar vinnulotu upp á 6,3% og notar þannig lágaflsstillingu. Afldreifingin sem myndast er 244,7 μW. Athugaðu að við sleppum ITD úttakinu frá ToF og umbreytingu í greiningarhorn og vanmetum þannig orkunotkun örstýringarinnar. Þetta gefur aukið gildi fyrir orkunýtingu fyrirhugaðs kerfis. Sem viðbótarskilyrði fyrir samanburði, metum við orkunotkun klassísku geislaformunaraðferðanna sem lagðar eru til í tilvísuninni. 31,54 þegar hann er innbyggður í sama örstýri68 við 1,8V framboðsspennu. Fimm jafnt dreift pMUT himnur eru notaðar til að afla gagna fyrir geislamyndun. Hvað vinnsluna sjálfa varðar, þá er geislamyndunaraðferðin sem notuð er seinkun. Það felst einfaldlega í því að beita seinkun á akreinarnar sem samsvarar væntanlegum mun á komutíma milli einnar akreinar og viðmiðunarakreinar. Ef merkin eru í fasa mun summa þessara merkja hafa mikla orku eftir tímaskipti. Ef þeir eru úr fasa, munu eyðileggjandi truflanir takmarka orku summu þeirra. í sambandi. Á mynd. 31 er sýnatökuhraði 2 MHz valinn til að tímaskipta gögnunum um heilan fjölda sýna. Hógværari nálgun er að viðhalda grófari sýnatökutíðni 250 kHz og nota Finite Impulse Response (FIR) síu til að búa til brotatöf. Við munum gera ráð fyrir að flókið geislaformunaralgrím ráðist aðallega af tímaskiptingu, þar sem hver rás er sveifluð með FIR síu með 16 töppum í hvora átt. Til að reikna út fjölda MIPS sem þarf fyrir þessa aðgerð, lítum við á glugga upp á 6ms á hverri mælingu til að fanga svið upp á 1 metra, 5 rásir, 11 geislamótunarstefnur (bil +/- 50° í 10° skrefum). 75 mælingar á sekúndu ýttu örstýringunni upp í 100 MIPS hámark. Tengill. 68, sem leiðir til afldreifingar upp á 11,26 mW fyrir heildarafldreifingu upp á 11,71 mW eftir að ADC framlagi um borð hefur verið bætt við.
Gögn sem styðja niðurstöður þessarar rannsóknar eru fáanleg hjá viðkomandi höfundi, FM, ef sanngjarnt er óskað.
Indiveri, G. & Sandamirskaya, Y. Mikilvægi pláss og tíma fyrir merkjavinnslu í taugasmitandi lyfjum: Áskorunin um að þróa ósjálfráða, ósjálfráða efni sem hafa samskipti við umhverfið. Indiveri, G. & Sandamirskaya, Y. Mikilvægi pláss og tíma fyrir merkjavinnslu í taugasmitandi lyfjum: Áskorunin um að þróa ósjálfráða, ósjálfráða efni sem hafa samskipti við umhverfið.Indiveri G. og Sandamirskaya Y. Mikilvægi pláss og tíma fyrir merkjavinnslu í taugasmitandi lyfjum: áskorunin um að þróa sjálfvirka miðla sem hafa lítið afl sem hafa samskipti við umhverfið. Indiveri, G. & Sandamirskaya, Y.空间和时间对于神经形态代理中信号处理的重要性：开发与环境交互的低功耗、自主代理的挑战。 Indiveri, G. & Sandamirskaya, Y.Indiveri G. og Sandamirskaya Y. Mikilvægi pláss og tíma fyrir merkjavinnslu í taugasmitandi lyfjum: áskorunin um að þróa sjálfvirka miðla sem hafa lítið afl sem hafa samskipti við umhverfið.IEEE merkjavinnsla. Tímarit 36, 16–28 (2019).
Thorpe, SJ Hámarks komutími: skilvirkt taugakerfiskóðunarkerfi. í Eckmiller, R., Hartmann, G. & Hauske, G. (ritstj.). í Eckmiller, R., Hartmann, G. & Hauske, G. (ritstj.).í Eckmiller, R., Hartmann, G. og Hauske, G. (ritstj.).Í Eckmiller, R., Hartmann, G. og Hauske, G. (ritstj.). Samhliða vinnsla í taugakerfum og tölvum 91–94 (North-Holland Elsevier, 1990).
Levy, WB & Calvert, VG Communication eyðir 35 sinnum meiri orku en útreikningar í heilaberki mannsins, en bæði kostnaðinn er nauðsynlegur til að spá fyrir um fjölda taugamóta. Levy, WB & Calvert, VG Communication eyðir 35 sinnum meiri orku en útreikningar í heilaberki mannsins, en bæði kostnaðinn er nauðsynlegur til að spá fyrir um fjölda taugamóta.Levy, WB og Calvert, WG Communication eyðir 35 sinnum meiri orku en útreikningar í heilaberki manna, en bæði kostnaðinn þarf til að spá fyrir um fjölda taugamóta. Levy, WB & Calvert, VG Communication. Levy, WB & Calvert, VG CommunicationLevy, WB og Calvert, WG Communication eyðir 35 sinnum meiri orku en útreikningar í heilaberki manna, en báðir kostnaðurinn krefst þess að spá fyrir um fjölda taugamóta.ferli. National Academy of Science. vísindin. US 118, https://doi.org/10.1073/pnas.2008173118 (2021).
Dalgaty, T., Vianello, E., De Salvo, B. & Casas, J. Skordýra-innblásin taugamótunartölvun. Dalgaty, T., Vianello, E., De Salvo, B. & Casas, J. Skordýra-innblásin taugamótunartölvun.Dalgati, T., Vianello, E., DeSalvo, B. og Casas, J. Skordýra-innblásin taugamótunartölvun.Dalgati T., Vianello E., DeSalvo B. og Casas J. Skordýra-innblásin taugamótunartölvun. Núverandi. Skoðun. Skordýrafræði. 30, 59–66 (2018).
Roy, K., Jaiswal, A. & Panda, P. Towards spike-based machine intelligence with neuromorphic computing. Roy, K., Jaiswal, A. & Panda, P. Towards spike-based machine intelligence with neuromorphic computing. Roy, K., Jaiswal, A. & Panda, P. Towards Spike-Based Machine Intelligence with Neuromorphic Computing.Roy K, Jaiswal A, og Panda P. Gervigreind sem byggir á púls sem notar taugamótunartölvu. Náttúra 575, 607–617 (2019).
Indiveri, G. & Liu, S.-C. Indiveri, G. & Liu, S.-C.Indiveri, G. og Liu, S.-K. Indiveri, G. & Liu, S.-C. Indiveri, G. & Liu, S.-C.Indiveri, G. og Liu, S.-K.Minni og upplýsingavinnsla í taugamótunarkerfum. ferli. IEEE 103, 1379–1397 (2015).
Akopyan F. o.fl. Truenorth: Hönnun og verkfærakista fyrir 65 mW 1 milljón taugafruma forritanlegan taugamótaflís. IEEE viðskipti. Tölvuhönnun samþættra hringrásarkerfa. 34, 1537–1557 (2015).
Schemmel, J. o.fl. Sýning í beinni: Minnkuð útgáfa af BrainScaleS taugamótunarkerfinu á plötuskala. 2012 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), (IEEE útg.) 702–702 (2012).
Moradi, S., Qiao, N., Stefanini, F. & Indiveri, G. Stærðanleg fjölkjarna arkitektúr með ólíkum minnisbyggingum fyrir kraftmikla taugamóta ósamstillta örgjörva (DYNAP). Moradi, S., Qiao, N., Stefanini, F. & Indiveri, G. Stærðanleg fjölkjarna arkitektúr með ólíkum minnisbyggingum fyrir kraftmikla taugamóta ósamstillta örgjörva (DYNAP).Moradi S., Qiao N., Stefanini F. og Indiviri G. Stærðanleg fjölkjarna arkitektúr með ólíkum minnisbyggingum fyrir kraftmikla taugamóta ósamstillta örgjörva (DYNAP). Moradi, S.、Qiao, N.、Stefanini, F. & Indiveri, G. 一种可扩展的多核架构，具有用于动态神种可态娏彂态)(YN)的异构内存结构。 Moradi, S.、Qiao, N.、Stefanini, F. & Indiveri, G. Eins konar stækkanlegur fjölkjarna arkitektúr, með einstaka minnisbyggingu fyrir kraftmikla taugavinnslu (DYNAP).Moradi S., Qiao N., Stefanini F. og Indiviri G. Stærðanleg fjölkjarna arkitektúr með ólíkum minnisbyggingum fyrir kraftmikla taugamóta ósamstillta örgjörva (DYNAP).IEEE viðskipti um lífeindafræði. rafkerfi. 12, 106–122 (2018).
Davis, M. o.fl. Loihi: Taugamótaður fjölkjarna örgjörvi með innbyggðu námi. IEEE Micro 38, 82–99 (2018).
Furber, SB, Galluppi, F., Temple, S. & Plana, LA The SpiNNaker verkefnið. Furber, SB, Galluppi, F., Temple, S. & Plana, LA The SpiNNaker verkefnið.Ferber SB, Galluppi F., Temple S. og Plana LA SpiNNaker verkefnið.Ferber SB, Galluppi F., Temple S. og Plana LA SpiNNaker verkefnið. ferli. IEEE 102, 652–665 (2014).
Liu, S.-K. & Delbruck, T. Neuromorphic skynkerfi. & Delbruck, T. Neuromorphic skynkerfi.og Delbrück T. Neuromorphic skynkerfi. & Delbruck, T. 神经形态感觉系统。 & Delbruck, T.og Delbrück T. Neuromorphic skynkerfi.Núverandi. Skoðun. Taugalíffræði. 20, 288–295 (2010).
Chope, T. o.fl. Taugamyndandi skynjunarsamþætting fyrir samsetta staðsetningu hljóðgjafa og forðast árekstra. Árið 2019 á IEEE ráðstefnunni um lífeðlisfræðilega hringrás og kerfi (BioCAS), (IEEE útg.) 1–4 (2019).
Risi, N., Aimar, A., Donati, E., Solinas, S. & Indiveri, G. Taugamyndandi arkitektúr sem byggir á stoðkerfi fyrir steríósjón. Risi, N., Aimar, A., Donati, E., Solinas, S. & Indiveri, G. Taugamyndandi arkitektúr sem byggir á stoðkerfi fyrir steríósjón.Risi N, Aymar A, Donati E, Solinas S og Indiveri G. Taugamyndandi stereósýnararkitektúr sem byggir á toppi. Risi, N., Aimar, A., Donati, E., Solinas, S. & Indiveri, G. 一种基于脉冲的立体视觉神经形态结构。 Risi, N., Aimar, A., Donati, E., Solinas, S. & Indiveri, G.Risi N, Aimar A, Donati E, Solinas S og Indiveri G. Spike-undirstaða taugamótunararkitektúr fyrir steríósjón.framan. Neurorobotics 14, 93 (2020).
Osswald, M., Ieng, S.-H., Benosman, R. & Indiveri, G. Töfrandi taugakerfislíkan af 3D-skynjun fyrir atburðabundið taugamyndandi steríósjónkerfi. Osswald, M., Ieng, S.-H., Benosman, R. & Indiveri, G. Töfrandi taugakerfislíkan af 3D-skynjun fyrir atburðabundið taugamyndandi steríósjónkerfi.Oswald, M., Ieng, S.-H., Benosman, R. og Indiveri, G. A 3D Pulsed Neural Network Perception Model for Event-Based Neuromorphic Stereo Vision Systems. Osswald, M., Ieng, S.-H., Benosman, R. & Indiveri, G. Osswald, M., Ieng, S.-H., Benosman, R. & Indiveri, G. 3Dperception 脉冲神经网络模型。Oswald, M., Ieng, S.-H., Benosman, R. og Indiveri, G. Spiked 3Dperception Neural Network Model for an Event-Based Neuromorphic Stereo Vision System.vísindin. Skýrsla 7, 1–11 (2017).
Dalgaty, T. o.fl. Skordýra-innblásin grunn hreyfiskynjun felur í sér viðnámsminni og sprungin taugakerfi. Lífrænt lífhybrid kerfi. 10928, 115–128 (2018).
D'Angelo, G. o.fl. Atburðabundin sérvitringur hreyfiskynjun með tímabundinni mismunakóðun. framan. Taugalækningar. 14, 451 (2020).
Pósttími: 17. nóvember 2022