Rongorongo

Ko nga tono tukatuka raraunga-a-ao e hiahia ana ki nga punaha rorohiko kiato, iti-roa, iti-hiko. Ma te kaha o nga mahi rorohiko, ko nga hoahoanga neuromorphic memristive meristive meristive-semiconductor ranu-whakatangi-hae-haa-haa-haehae-a-te-a-te-hanga e whakarato ana i te turanga taputapu pai mo aua mahi. Hei whakaatu i te kaha katoa o enei punaha, ka tohe, ka whakamatauhia e matou he otinga tukatuka pūoko matawhānui mo nga tono whakaurunga ahanoa o te ao. Ma te whakamaarama mai i te neuroanatomy ruru, kua whakawhanakehia e matou he punaha whakaahuru-a-koiora, he mea whakahiatohia e te kaupapa e whakakotahi ana i te piezoelectric micromechanical transducer transducer me te mahara whakaahuru neuromorphic i runga i te kauwhata. Ka whakaatu matou i nga inenga o te punaha tito kei roto ko te kaitoi tuupono parenga i runga i te mahara, te ara iahiko whakaroa, me te transducer ultrasonic tino whakarite. Ka whakamahia e matou enei hua whakamatautau ki te whakatikatika i nga whaihanga i te taumata o te punaha. Ka whakamahia enei whaihanga ki te arotake i te taumira koki me te kaha o te kaha o te tauira whakataha ahanoa. Ko nga hua e whakaatu ana ko ta maatau huarahi ka nui ake te kaha o te kaha atu i nga miihini miihini e mahi ana i te mahi kotahi.
Kei te uru tatou ki te waa o te rorohiko huri noa kei te tipu haere te maha o nga taputapu me nga punaha e tukuna ana hei awhina ia tatou i roto i o tatou oranga o ia ra. Ko te tikanga ka rere tonu enei punaha, ka pau te iti o te mana i te wa e ako ana ki te whakamaori i nga raraunga ka kohia e ratou mai i nga pukoro maha i roto i te waa tuuturu me te whakaputa i nga putanga rua na runga i nga mahi whakarōpū, tohu tohu ranei. Ko tetahi o nga tino mahi hei whakatutuki i tenei whainga ko te tango i nga korero whaihua me te kiato mai i nga raraunga haruru me te kore e oti. Ko nga huarahi hangarau tikanga e whakatauira ana i nga tohu tohu i te reiti tonu me te teitei, ka whakaputa i te nui o nga raraunga ahakoa kaore he whakaurunga whai hua. I tua atu, ka whakamahia e enei tikanga nga tikanga tukatuka tohu mamati matatini ki te tukatuka i mua i nga raraunga whakauru (he haruru). Engari, ko te koiora e tuku ana i etahi atu otinga mo te tukatuka i nga raraunga haruru ma te whakamahi i te kaha-kaha, te tukutahi, nga huarahi e peia ana e te takahanga (toro)2,3. Ko te rorohiko Neuromorphic he whakaawe mai i nga punaha koiora ki te whakaiti i nga utu rorohiko mo te kaha me nga whakaritenga mahara ka whakaritea ki nga tikanga tukatuka tohu tuku iho4,5,6. Ina tata nei, kua whakaatuhia nga punaha whakaaro-a-roro e whakatinana ana i nga whatunga neural hihiko (TrueNorth7, BrainScaleS8, DYNAP-SE9, Loihi10, Spinnaker11). Ko enei kaitukatuka e whakarato ana i te mana iti, nga otinga iti mo te ako miihini me te whakatauira ara iahiko cortical. Ki te tino whakamahi i to raatau kaha o te kaha, me hono tika enei miihini neuromorphic ki nga pukoro-a-takahanga12,13. Heoi, i enei ra he iti noa nga taputapu pa e whakarato tika ana i nga raraunga e peia ana e nga huihuinga. Ko nga tauira rongonui ko nga pukoro ataata hihiri (DVS) mo nga tono matakite penei i te aroturuki me te whakakitenga nekehanga14,15,16,17 te silicon cochlea18 me te neuromorphic auditory sensors (NAS)19 mo te tukatuka tohu ororongo, olfactory sensors20 me te maha o nga tauira21,22 o te pa. . pūoko kakano.
I roto i tenei pepa, ka whakaatuhia e matou he punaha tukatuka whakarongo-a-takahanga katahi ano ka hangaia e whakamahia ana ki te whakangao i nga mea. I konei, mo te wa tuatahi, ka whakaahuahia e matou he punaha mutunga-ki-mutunga mo te whakamohiotanga ahanoa i whiwhi ma te hono i te piezoelectric micromachined ultrasonic transducer (pMUT) hou me te kauwhata rorohiko i runga i te mahara neuromorphic resistive (RRAM). Ko nga hoahoanga rorohiko i roto i te mahara ma te whakamahi i te RRAM he otinga pai mo te whakaiti i te kohi hiko23,24,25,26,27,28,29. Ko o raatau koretake-kaore e hiahia ki te kohi hiko kaha ki te penapena, ki te whakahou ranei i nga korero-he mea tino pai ki te ahua o te rorohiko neuromorphic, e peia ana e te takahanga, ka tata-kaore he kai hiko i te wa e mangere ana te punaha. Ko nga piezoelectric micromachined ultrasonic transducers (pMUTs) he iti te utu, he iti te iti o te silicon-based transducers ultrasonic ka taea te mahi hei kaiwhakawhiti me nga kaiwhiwhi30,31,32,33,34. Ki te tukatuka i nga tohu ka riro mai i nga pukoro hanga-i roto, i kumea mai e matou he whakatenatena mai i te ruru neuroanatomy35,36,37. E mohiotia ana te ruru o Tyto alba mo ona kaha ki te hopu i te po, na te tino pai o te punaha tirotiro whakarongo. Ki te tatau i te waahi o te kai, ka whakawaeherehia e te punaha waahi o te ruru te wa rere (ToF) ka tae atu nga ngaru oro mai i te kai ki nga taringa o te ruru, ki nga kaiwhakawhiwhi tangi ranei. I runga i te tawhiti i waenga i nga taringa, na te rerekeetanga o nga inenga ToF e rua (Interaural Time Difference, ITD) ka taea te tatau i te tuunga azimuth o te whaainga. Ahakoa he kino nga punaha koiora ki te whakaoti i nga wharite taurangi, ka taea e ratou te whakaoti rapanga roherohenga. Ka whakamahia e te punaha o te ruru o te whare he huinga o te kaitirotiro tupono noa (CD)35 neurons (arā, nga neuron e kaha ana ki te kite i nga hononga-a-tinana i waenga i nga koikoi ka toha whakararo ki nga mutunga whakahihiri)38,39 kua whakaritea ki nga kauwhata tatau hei whakaoti rapanga tuunga.
Kua whakaatuhia e nga rangahau o mua ko nga taputapu whakarewa-waikura-semikonduktor (CMOS) me nga taputapu neuromorphic e ahu mai ana i te RRAM i whakaaweahia e te colliculus inferior ("auditory cortex") o te ruru whare witi he tikanga pai mo te tatau i te tuunga ma te whakamahi ITD13, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46. Engari, kaore ano kia whakaatuhia te kaha o nga punaha neuromorphic katoa e hono ana i nga tohu whakarongo ki nga kauwhata rorohiko neuromorphic. Ko te raru nui ko te rerekeetanga o nga iahiko CMOS tairitenga, e pa ana ki te tika o te kitenga whakataetae. No na tata nei, kua whakaatuhia etahi atu mahinga tau o nga whakatau tata ITD47. I roto i tenei pepa, e whakaaro ana matou ki te whakamahi i te kaha o te RRAM ki te whakarereke i te uara whakahaere i roto i te ahua kore-kore ki te aukati i te rereketanga o nga iahiko tairitenga. I whakatinanahia e matou he punaha whakamatautau kei roto i te pMUT kotahi te membrane tuku e mahi ana i te auau o te 111.9 kHz, e rua nga pMUT whiwhi kiriuhi (sensors) e whakataurite ana i nga taringa ruru, me te kotahi. I whakamatauria e matou te punaha rapunga pMUT me te kauwhata rorohiko ITD-a-RRAM hei whakamatautau i ta maatau punaha waahi me te arotake i tana whakataunga koki.
Ka whakatauritea ta maatau tikanga ki te whakatinanatanga mamati i runga i te microcontroller e mahi ana i nga mahi whakangao-a-rohe ma te whakamahi i nga tikanga hanga kurupae, neuromorphic tikanga ranei, tae atu ki te rarangi kuaha ka taea te mahi (FPGA) mo te whakatau tata ITD i whakaarohia i roto i te tohutoro. 47. Ko tenei whakataurite e whakaatu ana i te kaha whakataetae whakataetae o te punaha neuromorphic tairitenga-a-RRAM e whakaarohia ana.
Ko tetahi o nga tauira tino whakamiharo o te punaha whakamaarama ahanoa tika me te pai ka kitea i roto i te ruru35,37,48. I te ahiahi me te ata, ka whakawhirinaki te ruru whare witi (Tyto Alba) ki te whakarongo wahangu, e kaha ana ki te rapu kai iti penei i te kiore me te kiore. Ka taea e enei tohunga whakarongo ki te tohu i nga tohu whakarongo mai i nga taonga me te tino tika (mo te 2°)35, penei i te Whakaahua 1a. Ka whakatauhia e nga ruru whare witi te waahi o nga puna oro i roto i te rererangi azimuth (whakapae) mai i te rereketanga o te wa rere mai (ITD) mai i te puna oro ki nga taringa e rua. Ko te tikanga rorohiko ITD na Jeffress49,50 e whakawhirinaki ana ki te hangahanga neural me te hiahia kia rua nga waahanga matua: he axon, he muka nerve o te neuron e mahi ana hei raina whakaroa, me te huinga o nga neurons kaitahuri ohorere kua whakaritea ki te punaha rorohiko. kauwhata e whakaatuhia ana i te Whakaahua 1b. Ka tae te oro ki te taringa me te whakaroa i te wa azimuth (ITD). Ka huri te oro hei tauira koikoi i ia taringa. Ko nga axons o te taringa maui me te taha matau ka mahi hei raina whakaroa, ka hono ki nga neuron CD. Ko te tikanga, kotahi anake te neuron i roto i te huinga o nga neurons e rite ana ka whiwhi urunga i te wa kotahi (i te wa ka whakakorehia te roa o te wa) ka mura rawa atu (ka mura ano nga pūtau tata, engari he iti te auau). Ko te whakahohe i etahi neurons ka whakawaehere i te tuunga o te whaainga i te waahi me te kore e huri i te ITD ki nga koki. Kua whakarāpopotohia tēnei ariā ki te Whakaahua 1c: hei tauira, ki te puta mai te oro i te taha matau ka haere te tohu whakauru mai i te taringa matau ki te ara roa atu i te ara mai i te taringa maui, hei utu mo te maha o nga ITD, hei tauira, ka rite te neuron 2. I etahi atu kupu, ka whakautu ia CD ki tetahi ITD (e mohiotia ana ko te roa tino pai) na te roa o te axonal. No reira, ka huri te roro i nga korero mokowhiti ki nga korero mokowhiti. Kua kitea nga taunakitanga tinana mo tenei tikanga37,51. Ko nga neuron macronucleus kua maukati i te wahanga ka rongoa i nga korero mo nga oro taumai: e ai ki o raatau ingoa, ka puhipuhi i etahi waahanga tohu. Ka kitea nga neurons detector coincidence o te tauira Jeffress i roto i te matua laminar. Ka whiwhi korero mai i nga neuron macronuclear, ko o ratou toki te mahi hei raina whakaroa. Ko te nui o te whakaroa e whakaratohia ana e te raina whakaroa ka taea te whakamarama e te roa o te axon, me tetahi atu tauira myelination e whakarereke ana i te tere tere. I whakaaweahia e te punaha whakarongo a te ruru whare witi, kua whakawhanakehia e matou he punaha biomimetic mo te tautuhi taonga. Ko nga taringa e rua e tohuhia ana e nga kaiwhiwhi pMUT e rua. Ko te puna oro ko te kaiwhakawhiti pMUT kei waenganui i a raatau (Fig. 1a), ka hangaia te kauwhata rorohiko e te matiti o nga iahiko CD-a-RRAM (Fig. 1b, matomato), e takaro ana i te mahi a nga CD neurons kua roa o ratou whakaurunga. na roto i te ara iahiko, ko nga raina whakaroa (puru) ka rite ki nga toki i te taha koiora. He rereke te rerekë o te pünaha tairongo e whakaarohia ana mai i te ruru, ko tana pünaha whakarongo e whakahaere ana i te awhe 1-8 kHz, engari ko nga pMUT e mahi ana i te 117 kHz ka whakamahia i roto i tenei mahi. Ko te whiriwhiringa o te transducer ultrasonic ka whakaarohia kia rite ki nga paearu hangarau me te arotautanga. Tuatahi, ko te whakawhāiti i te hōkaiipurangi whiwhi ki te auau kotahi ka pai ake te tika o te ine me te whakangawari i te taahiraa i muri i te tukatuka. I tua atu, ko te mahi i roto i te ultrasound te painga kaore e rongohia nga pupuhi kua tukuna, na reira kaua e whakararuraru i nga tangata, na te mea ko to raatau awhe whakarongo he ~ 20-20 kHz.
ka whiwhi te ruru o te whare witi i nga ngaru oro mai i te whainga, i tenei keehi ka neke te kai. He rereke te wa rere (ToF) o te ngaru oro mo ia taringa (mehemea kei mua tonu te kai o te ruru). Ko te raina iraira e whakaatu ana i te ara e haere ai nga ngaru oro kia tae atu ki nga taringa o te ruru. Ka taea te tautuhi tika i nga taonga i roto i te rererangi whakapae i runga i te rereketanga o te roa i waenga i nga huarahi acoustic e rua me te rereketanga o te wa interaural (ITD) (te ahua maui i whakaaweahia e te tohu. 74, mana pupuri 2002, Society for Neuroscience). I roto i ta maatau punaha, ko te kaiwhakawhiti pMUT (puru pouri) ka whakaputa ngaru oro ka peke atu i te whaainga. Ka whakawhiwhia nga ngaru ultrasound whakaata e nga kaiwhiwhi pMUT e rua (matomato marama) ka tukatukahia e te tukatuka neuromorphic (matau). b He tauira rorohiko ITD (Jeffress) e whakaatu ana me pehea te whakawaehere tuatahi o nga oro ka uru ki roto ki nga taringa o te ruru o te whare witi hei titaha-kati-waa i roto i te karihi nui (NM) katahi ka whakamahi i te matiti kua oti te whakarite ahuahanga o nga neurons ka kitea e rite ana i roto i te karihi lamellar. Tukatuka (Netherlands) (maui). Ko te whakaahua o te kauwhata rorohiko neuroITD e hono ana i nga raina whakaroa me nga neuron kaitirotiro tupono, ka taea te whakatauira te punaha biosensor owl ma te whakamahi i nga iahiko neuromorphic-a-RRAM (matau). c Te whakatakotoranga o te tikanga matua a Jeffress, na te rereketanga o te ToF, ka whiwhi nga taringa e rua i nga whakaoho oro i nga wa rereke, ka tukuna atu nga toki mai i nga pito e rua ki te kairapu. Ko nga axons he wahanga o te raupapa o nga neurons kaitirotiro tupono noa (CD), e whakautu maataki ana ia ki nga whakaurunga e hono ana ki te waa. Ko te mutunga, ko nga CD anake ka tae mai nga whakaurunga me te iti rawa o te rereketanga o te waa ka tino hikaka (he tino utu te ITD). Ka whakawaeheretia e te CD te turanga koki o te whaainga.
Piezoelectric micromechanical ultrasonic transducers he scalable transducers ultrasonic e taea te whakauru ki te hangarau CMOS matatau31,32,33,52 me te iti ngaohiko tuatahi me te paunga mana i te transducers volumetric tuku iho53. I roto i ta maatau mahi, ko te diameter o te membrane he 880 µm, ka tohatohahia te auau resonant i roto i te awhe o te 110-117 kHz (Fig. 2a, tirohia Nga Tikanga mo nga taipitopito). I roto i te puranga o nga taputapu whakamatautau tekau, ko te tauwehenga kounga toharite ko te 50 (whakaahua. 31). Kua eke te hangarau ki te pakeketanga o te ahumahi, a, kaore i te bioinspired ia ia. Ko te whakakotahi i nga korero mai i nga kiriata pMUT rereke he tikanga rongonui, ka taea te tiki korero koki mai i nga pMUT ma te whakamahi, hei tauira, nga tikanga hanga kurupae31,54. Engari, ko te tukatuka tohu e hiahiatia ana hei tango i nga korero koki kaore e pai mo nga inenga iti. Ka whakakotahihia e te punaha whakaaro nga raraunga neuromorphic preprocessing circuit pMUT me te kauwhata rorohiko neuromorphic e ahu mai ana i te RRAM na te tauira Jeffress (Whakaahua 2c), e whakarato ana i tetahi otinga taputapu kaha-kaha me te aukati rauemi. I mahia e matou he whakamatautau i tuuhia nga pukoro pMUT e rua tata ki te 10 cm te tawhiti ki te whakamahi i nga oro ToF rereke i whakawhiwhia e nga kiriuhi e rua. Kotahi te pMUT e mahi ana hei kaiwhakawhiti e noho ana i waenga i nga kaiwhiwhi. Ko te whaainga he pereti PVC 12 cm te whanui, kei te tawhiti D i mua o te taputapu pMUT (Fig. 2b). Ka tuhi te kaikawe i te oro e whakaatahia ana mai i te ahanoa me te whakahoki i nga mea e taea ana i te wa o te ngaru oro. Whakahokia ano te whakamatautau ma te huri i te waahi o te mea, ka whakatauhia e te tawhiti D me te koki θ. I whakaaweahia e te hono. 55, ka whakaarohia e matou he tukatuka neuromorphic i mua i nga tohu pMUT mata hei huri i nga ngaru whakaata ki nga tihi hei whakauru i te kauwhata rorohiko neuromorphic. Ko te ToF e rite ana ki te kaha kaha o te tihi ka tangohia mai i ia o nga hongere e rua ka whakawaeheretia hei wa tika mo nga tihi takitahi. I te piki. Ko te 2c e whakaatu ana i te ara iahiko e hiahiatia ana hei atanga i te pukoro pMUT me te kauwhata rorohiko e pa ana ki te RRAM: mo ia o nga kaiwhiwhi pMUT e rua, ko te tohu mata kua tātarihia kia maeneene, kia whakatika, katahi ka tukuna atu ki te whakauru turuturu i roto i te aratau wikitoria. ko te paepae hihiri (Fig. 2d) ka waihanga i te huihuinga whakaputa (koi) me te puhipuhi (LIF) neuron: ka whakawaeherehia e te wa pikinga putanga te wa rere i kitea. Ko te paepae LIF kua whakatauritea ki te whakautu pMUT, na reira ka whakaitihia te rereketanga o te pMUT mai i tetahi taputapu ki tetahi taputapu. Ma tenei huarahi, hei utu mo te penapena i te ngaru oro katoa ki roto i te mahara me te tukatuka i muri mai, ka whakaputa noa matou i te tihi e rite ana ki te ToF o te ngaru oro, e hanga ana i te whakaurunga ki te kauwhata rorohiko mahara parenga. Ka tukuna tika nga koikoi ki nga raina whakaroa, ka whakarara ki nga waahanga whakakitenga o nga whakataetae i roto i nga kauwhata rorohiko neuromorphic. Na te mea ka tukuna ki nga keeti o nga transistors, kaore e hiahiatia he ara iahiko whakakaha (tirohia te Whakaaturanga 4 mo nga taipitopito). Hei arotake i te tika o te koki rohe e whakaratohia ana e te pMUT me te tikanga tukatuka tohu tohu, i inehia e matou te ITD (ara, te rereketanga o te wa i waenga i nga huihuinga teitei i hangaia e nga kaiwhiwhi e rua) i te mea he rereke te tawhiti me te koki o te ahanoa. Ka hurihia te tātaritanga ITD ki nga koki (tirohia nga Tikanga) me te whakaaro ki te tuunga o te ahanoa: ka piki ake te koretake o te ITD ine i te tawhiti me te koki ki te ahanoa (Fig. 2e,f). Ko te raru nui ko te tauwehenga tihi-ki-haruru (PNR) i roto i te whakautu pMUT. Ko te tawhiti atu o te mea, ka iti ake te tohu oro, na reira ka whakaiti i te PNR (Fig. 2f, raina matomato). Ko te hekenga o te PNR ka piki ake te koretake i roto i te whakatau tata o te ITD, ka piki ake te tika o te waahi (Fig. 2f, raina puru). Mo tetahi mea kei te 50 cm te tawhiti mai i te kaiwhakawhiti, he 10° te tika o te koki o te punaha. Ka taea te whakapai ake i tenei herenga e nga ahuatanga o te pukoro. Hei tauira, ka taea te whakanui ake i te pehanga e tukuna ana e te emitter, na reira ka piki ake te ngaohiko e peia ana te membrane pMUT. Ko tetahi atu otinga hei whakanui ake i te tohu kua tukuna ko te hono i nga kaiwhakawhiti maha 56. Ko enei otinga ka piki ake te awhe kitenga i runga i te utu o nga utu hiko. Ka taea te whakapai ake i te taha whiwhi. Ka taea te whakaiti i te papa haruru a te pMUT ma te whakapai ake i te hononga i waenga i te pMUT me te whakakaha o te atamira tuatahi, e mahia ana i tenei wa me nga hononga waea me nga taura RJ45.
he ahua o te karaihe pMUT me nga kiriuhi 880 µm e ono kua whakauruhia ki te 1.5 mm te teitei. b Hoahoa o te tatūnga ine. Ko te whainga kei te waahi azimuth θ me te tawhiti D. Ka whakaputahia e te kaiwhakawhiti pMUT he tohu 117.6 kHz ka peke atu i te whaainga ka tae atu ki nga kaiwhiwhi pMUT e rua me nga wa rereke rereke (ToF). Ko tenei rereketanga, kua tautuhia ko te rereketanga o te waa-a-taringa (ITD), ka whakawaehere i te tuunga o tetahi mea ka taea te whakatau ma te whakatau tata i te whakautu teitei o nga pukoro kaikawe e rua. c Te whakatakotoranga o nga mahi i mua i te tukatuka mo te huri i te tohu pMUT mata ki nga raupapa koikoi (ara te whakauru ki te kauwhata tatauranga neuromorphic). Ko nga puoro pMUT me nga kauwhata rorohiko neuromorphic kua hangaia, kua whakamatauhia, a ko te neuromorphic i mua i te tukatuka i runga i te whaihanga rorohiko. d Te whakautu o te membrane pMUT i te whiwhinga o te tohu me tona hurihanga hei rohe koikoi. e Whakamātautauhia te tika o te koki koki hei mahi o te koki ahanoa (Θ) me te tawhiti (D) ki te ahanoa i whaaia. Ko te tikanga tangohanga ITD me whai taumira koki iti tata ki te 4°C. f Te tika o te koki (raina kahurangi) me te ōwehenga tihi-ki-haruru (raina matomato) me te tawhiti ahanoa mo Θ = 0.
Ko te mahara parenga e pupuri ana i nga korero i roto i te ahua o te kawe kore-kore. Ko te maapono taketake o te tikanga ko te whakarereketanga o nga rawa i te taumata ngota ka puta he panonitanga o te kawe hiko57. I konei ka whakamahia e matou he mahara whakaahuru i runga i te waikura he paparanga 5nm o te hafnium dioxide i whakahiatohia i waenga i te titanium o runga me te raro me te titanium nitride electrodes. Ka taea te whakarereke i te kawe o nga taputapu RRAM ma te whakamahi i te ngaru o naianei/ngaohiko e hanga ana, e wawahi ana ranei i nga kakawaea whakahaere o nga waatea o te hāora i waenga i nga hiko. I whakauruhia e matou enei taputapu58 ki roto i te mahinga 130 nm CMOS paerewa hei hanga i tetahi ara iahiko neuromorphic reconfigurable i hangaia hei whakatinana i te kairapu ohorere me te iahiko raina whakaroa (Fig. 3a). Ko te ahua kore-kore me te tairitenga o te taputapu, ka honoa me te ahuatanga o te huihuinga neuromorphic, ka whakaiti i te kohi hiko. He mahi inamata/whakaweto te ara iahiko: ka mahi i muri tonu i te whakakā, ka taea te whakaweto katoa i te wa e mangere ana te ara iahiko. Ko nga poraka hanga matua o te kaupapa e whakaarohia ana e whakaatuhia ana i te piki. 3b. Kei roto i nga hanganga N whakarara kotahi parenga kotahi-whakawhitiwhiti (1T1R) e whakawaehere ana i nga taumahatanga synaptic i tangohia mai ai nga au taumaha, ka werohia ki roto i te synapse noa o te whakauru takirua rereke (DPI)59, ka mutu ka werohia ki roto i te synaps me te whakauru me te whakauru. turuturu. kua whakahohehia (LIF) neuron 60 (tirohia nga Tikanga mo nga taipitopito). Ka whakamahia nga pupuhi whakauru ki te kuaha o te hanganga 1T1R i te ahua o te raupapa o nga pupuhi ngaohiko me te roanga i runga i te raupapa o nga rau nanohekona. Ka taea te maumahara parenga ki roto i te ahua kawe teitei (HCS) ma te whakamahi i te tohutoro pai o waho ki a Vtop ina ka tuuhia a Vbottom, ka tautuhi ano ki te ahua whakaheke iti (LCS) ma te whakamahi i te ngaohiko pai ki a Vbottom i te wa e pa ana a Vtop. Ka taea te whakahaere i te uara toharite o te HCS ma te whakawhäiti i te naianei o te hötaka (whakaaetanga) o te SET (ICC) e te ngaohiko puna-puka o te transistor raupapa (Fig. 3c). Ko nga mahi a te RRAM i roto i te ara iahiko e rua nga waahanga: he arahi me te taumaha i nga pupuhi whakauru.
Matawai karuiti irahiko (SEM) te ahua o te taputapu HfO2 1T1R RRAM kikorangi kua whakauruhia ki roto i te hangarau CMOS 130 nm me nga transistors whiriwhiri (650 nm te whanui) i roto i te matomato. b Poraka hanga taketake o te kaupapa neuromorphic i whakaarohia. Ka pau nga puiao ngaohiko whakauru (kei runga) Vin0 me Vin1 i te taumaha o naianei, he rite ki nga ahua kawe G0 me G1 o te hanganga 1T1R. Ka werohia tenei waa ki roto i nga synapses DPI me te whakaohooho i nga neuron LIF. Ko te RRAM G0 me te G1 kua whakauruhia ki te HCS me te LCS. c Te mahi o te kiato whakahaere whakahiato mo te roopu o nga taputapu 16K RRAM hei mahi o te ICC o naianei, e whakahaere tika ana i te taumata kawe. d Inenga iahiko i roto i te (a) e whakaatu ana ko te G1 (i te LCS) ka aukati i te whakaurunga mai i Vin1 (matomato), a, ko te ngaohiko membrane o te neuron whakaputa ka whakautu noa ki te whakauru kikorangi mai i Vin0. Ka taea e RRAM te whakatau i nga hononga i roto i te ara iahiko. e Te inenga o te ara iahiko i roto i te (b) e whakaatu ana i te paanga o te uara whakahaere G0 ki te ngaohiko kiriuhi Vmem i muri i te hoatu i te ngaohiko ngaohiko Vin0. Ko te kaha ake o te whakahaere, ko te kaha ake o te whakautu: no reira, ka whakamahia e te taputapu RRAM te taumaha hononga I/O. I mahia nga inenga ki runga i te ara iahiko me te whakaatu i te mahi rua o te RRAM, te ararere me te taumaha o nga pini whakauru.
Tuatahi, i te mea e rua nga ahuatanga kawe (HCS me LCS), ka taea e nga RRAM te aukati, te ngaro ranei i nga pupuhi whakauru ina kei roto i nga whenua LCS, HCS ranei. Ko te mutunga, ka whakatau tika te RRAM i nga hononga i roto i te ara iahiko. Koinei te turanga mo te whirihora ano i te hoahoanga. Hei whakaatu i tenei, ka whakaahuahia e matou he mahinga ara iahiko hanga o te poraka ara iahiko i te Whakaahua 3b. Ko te RRAM e rite ana ki te G0 kua whakamaheretia ki te HCS, a ko te RRAM G1 tuarua kei roto i te LCS. Ka tukuna nga pini whakauru ki a Vin0 me Vin1. Ko nga paanga o nga raupapa e rua o nga pupuhi whakauru i tātarihia i roto i nga neurons whakaputa ma te kohikohi i te ngaohiko membrane neuron me te tohu whakaputa ma te whakamahi i te oscilloscope. I angitu te whakamatautau i te mea ko te taputapu HCS (G0) anake i hono ki te paheketanga o te neuron hei whakaongaonga i te awangawanga o te membrane. Ka whakaatuhia tenei i roto i te Whakaahua 3d, kei reira te tereina puru puru e hanga ai te ngaohiko membrane ki runga i te punga membrane, i te mea ka mau tonu te ngaohiko membrane i te tereina pupuhi matomato.
Ko te mahi nui tuarua o te RRAM ko te whakatinanatanga o nga taumaha hononga. Ma te whakamahi i te whakarereketanga whakahaere tairitenga a RRAM, ka taea te taumahatanga o nga hononga I/O. I roto i te whakamatautau tuarua, i whakamaherehia te taputapu G0 ki nga taumata rereke o te HCS, a ka tukuna te pupuhi whakauru ki te whakauru VIn0. Ka kumea e te putere whakauru he naianei (Taimaha) mai i te taputapu, e rite ana ki te whakahaerenga me te maturuturunga pea Vtop − Vbot. Ko tenei waa taumaha ka werohia ki roto i nga synapses DPI me nga neuron putanga LIF. Ko te ngaohiko membrane o nga neurons whakaputa i tuhia ma te whakamahi i te oscilloscope me te whakaatu i te Whakaahua 3d. Ko te tihi ngaohiko o te membrane neuron hei whakautu ki te putere whakauru kotahi e rite ana ki te whakahaerenga o te mahara parenga, e whakaatu ana ka taea te whakamahi RRAM hei huānga ka taea te whakarite mo te taumaha synaptic. Ko enei whakamatautau tuatahi e rua e whakaatu ana ka taea e te papaaapapa neuromorphic-a-RRAM e whakaarohia ana ki te whakatinana i nga waahanga taketake o te tikanga Jeffress taketake, ara ko te raina whakaroa me te ara iahiko kaitao tupono. Ka hangaia te papa taiawhio ma te whakatuu i nga poraka whai muri ki tetahi taha, penei i nga poraka i te Whakaahua 3b, me te hono i o raatau keeti ki tetahi raina whakauru noa. I hoahoatia, i hangaia, i whakamatauhia e matou he papaa neuromorphic e rua nga neuron whakaputa e whiwhi ana i nga whakaurunga e rua (Fig. 4a). Ko te hoahoa ara iahiko e whakaatuhia ana i te Whakaahua 4b. Ko te 2 × 2 RRAM matrix o runga ka taea te tuku i nga pupuhi whakauru ki nga neuron whakaputa e rua, i te mea ko te raro 2 × 2 matrix ka taea nga hononga hono o nga neurons e rua (N0, N1). Ka whakaatuhia e matou ka taea te whakamahi i tenei papaaho me te whirihoranga raina whakaroa me nga mahi e rua rerekee ka kitea i roto i nga inenga whakamatautau i te Whakaahua 4c-e.
Ko te hoahoa iahiko i hangaia e nga neuron whakaputa e rua N0 me N1 e whiwhi ana i nga whakaurunga e rua 0 me te 1. Ko nga taputapu e wha o runga o te raupapa e tautuhi ana i nga hononga synaptic mai i te whakauru ki te whakaputa, me nga ruma e wha o raro e tautuhi ana i nga hononga hono i waenga i nga neuron. Ko nga RRAM tae e tohu ana i nga taputapu i whirihorahia i roto i te HCS i te taha matau: ko nga taputapu i roto i te HCS ka whakaaetia nga hononga me te tohu i nga pauna, ko nga taputapu i roto i te LCS ka poraka i nga pupuhi whakauru me te whakakore i nga hononga ki nga putanga. b Hoahoa o te ara iahiko (a) e waru nga waahanga RRAM kua tohua ki te puru. c Ka hangaia nga raina whakaroa ma te whakamahi noa i nga hihiri o nga synapses DPI me nga neuron LIF. Ko te RRAM kaakaariki kua whakaritea ki te whakahaerenga teitei kia taea ai e koe te whakakorikori i te putanga i muri i te whakaroa whakauru Δt. d He whakaahua hoahoanga o te kitenga CD-kore-aroaro ki nga tohu e whakawhirinaki ana ki te waa. Ko te neuron putanga 1, N1, ka mura ki nga whakaurunga 0 me te 1 me te wa poto. e Ara iahiko CD tairongo, he ara iahiko ka kitea ka tata te whakauru 1 ki te whakauru 0 ka tae mai i muri i te whakaurunga 0. Ko te putanga o te iahiko e tohuhia ana e te neuron 1 (N1).
Ko te raina whakaroa (Whakaahua 4c) ka whakamahi noa i te whanonga hihiri o nga synapses DPI me nga neuron LIF ki te whakaputa i te koikoi whakauru mai i Vin1 ki Vout1 ma te whakaroa i a Tdel. Ko te G3 RRAM anake e hono ana ki a Vin1 me Vout1 kua whakamaheretia i roto i te HCS, ko te toenga o nga RRAM kei roto i te LCS. I whakamaherehia te taputapu G3 mo te 92.6 µs ki te whakarite kia piki ake te ngaohiko membrane o te neuron whakaputa kia tae ki te paepae me te whakaputa i te putere whakaputa kua roa. Ko te roa o te Tdel ka whakatauhia e te synaptic me te wa neural tamau. Ka kitea e nga kaitirotiro ohorere te puta mai o nga tohu whakauru mokowhiti engari mokowhiti. Ko te CD aro-kore e whakawhirinaki ana ki nga whakaurunga takitahi ka huri ki tetahi neuron whakaputa noa (Whakaahua 4d). Ko nga RRAM e rua e hono ana i a Vin0 me Vin1 ki a Vout1, G2 me G4 kua whakaritea mo te kawe teitei. Ko te taenga mai o nga koikoi i runga i a Vin0 me Vin1 ka piki ake te ngaohiko o te membrane neuron N1 ki runga ake i te paepae e hiahiatia ana hei whakaputa i te koikoi whakaputa. Mena he tawhiti rawa nga whakaurunga e rua i roto i te waa, ko te utu i runga i te ngaohiko membrane kua whakaemihia e te whakauru tuatahi ka whai wa ki te pirau, e kore ai e eke te kaha o te membrane N1 ki te uara paepae. Ko te G1 me te G2 he mea whakarite mo te 65 µs, e whakarite ana kia kaua e nui ake te ngaohiko o te membrane ki te whakaputa i te ngaohiko. Ko te rapu i te tupono i waenga i nga huihuinga ka tohatohahia ki te waahi me te waa he mahinga taketake e whakamahia ana i roto i te whānuitanga o nga mahi tairongo penei i te rere whatu i runga i te aukati arai me te waahi oro. No reira, ko te whakarorohiko i te ahunga-tairongo me nga CD koretake he tino hangahanga mo te hanga i nga punaha whakakitenga me te oro. E whakaatuhia ana e nga ahuatanga o te taima (tirohia te Whakaaturanga Tāpiri 2), ka mahia e te ara iahiko e whakaarohia ana he awhe tika e wha ota tauine wa nui. Na, ka taea e ia te whakatutuki i nga whakaritenga o nga punaha ataata me nga punaha oro. Ko te CD aronga-tairongo he ara iahiko e aro nui ana ki te raupapa mokowā o te taenga mai o nga pini: mai i te taha matau ki te taha maui me te rereke. He poraka hanga taketake i roto i te whatunga rapu nekehanga taketake o te punaha tirohanga a Drosophila, e whakamahia ana hei tatau i nga ahunga nekehanga me te kite i nga tukinga62. Ki te whakatutuki i te CD aronga-tairongo, me tuku kia rua nga whakaurunga ki nga neurons rereke e rua (N0, N1) me te hono hononga ki waenganui i a raatau (Fig. 4e). Ka tae mai te whakauru tuatahi, ka tauhohe te KORE ma te whakanui ake i te ngaohiko puta noa i tona kiriuhi ki runga ake i te uara paepae me te tuku i te ngaru. Ko tenei kaupapa whakaputa, ka tahuna a N1 na te hononga ahunga kua tohua ki te matomato. Mena ka tae mai he takahanga whakauru Vin1 me te whakakaha i te N1 i te wa e teitei tonu ana tona ngaohiko kiriuhi, ka mahia e N1 he takahanga whakaputa e tohu ana kua kitea he taurite i waenga i nga whakaurunga e rua. Ko nga hononga aronga ka taea e te N1 te whakaputa putanga mena ka tae mai te urunga 1 i muri i te whakaurunga 0. Ko te G0, te G3, me te G7 kua hotaka ki te 73.5 µS, 67.3 µS, me te 40.2 µS, ma te whakarite kia roa te tohe kotahi ki te whakauru Vin0. te pikinga o te whakaputanga, i te mea ka tae noa te kaha o te membrane N1 ki te paepae ina tae mai nga pakaru whakauru e rua ki te tukutahi. .
Ko te rereketanga he puna o te korenga i roto i nga punaha neuromorphic kua whakatauira63,64,65. Ko tenei ka arahi ki te whanonga rereke o nga neurons me nga synapses. Ko nga tauira o enei ngoikoretanga ko te 30% (te tikanga ine rerekee) te rerekeetanga o te whiwhinga whakauru, te wa tuturu, me te wa whakaahuru, ki te whakaingoatia he torutoru noa iho (tirohia nga Tikanga). Ka kaha ake tenei raru ina hono tahi nga iahiko neural maha, penei i te CD tairongo-tairongo e rua nga neuron. Kia pai ai te mahi, me rite te ahua o te wa roa me te wa pirau o nga neurons e rua. Hei tauira, na te nui o te rereketanga o te whiwhinga whakauru ka paheke tetahi neuron ki te putere whakauru i te mea kaore e aro mai tetahi neuron. I te piki. Ko te ahua 5a e whakaatu ana he rereke te whakautu a nga neurons kua tohua matapōkeretia ki te putere whakauru kotahi. Ko tenei rereketanga neural e tika ana, hei tauira, ki te mahi a nga CD aronga-tairongo. I roto i te kaupapa e whakaatuhia ana i te piki. Ko te 5b, c, ko te whiwhinga whakauru o te neuron 1 he nui ake i tera o te neuron 0. No reira, ka hiahiatia e te neuron 0 kia toru nga pupuhi whakauru (hei utu mo te 1) kia eke ki te paepae, me te neuron 1, me te mea e tumanakohia ana, me rua nga huihuinga whakauru. Ko te whakatinana i te whakakikorua o te kirihou koiora-wa-wa (STDP) he huarahi ka taea ki te whakaiti i te paanga o nga hikoi neural me te synaptic i runga i te mahinga o te punaha43. I konei ka whakaaro matou ki te whakamahi i te whanonga kirihou o te mahara parenga hei huarahi whakaawe i te whakarei ake o te whakauru neural me te whakaiti i nga paanga o te rereketanga i roto i nga iahiko neuromorphic. Ka rite ki te whakaatu i te piki. 4e, ko nga taumata whakahaere e pa ana ki te papatipu synaptic RRAM i pai te whakarereke i te whakautu ngaohiko membrane neural. Ka whakamahia e matou he rautaki whakahoahoa RRAM. Mo te whakaurunga, ko nga uara whakahaere o nga taumahatanga synaptic ka whakahouhia kia tae ra ano te whanonga o te ara iahiko (tirohia nga Tikanga).
a Whakamātautau inenga o te whakautu o nga neuron e iwa kua kowhiria matapōkeretia ki te putere whakauru kotahi. He rereke te whakautu puta noa i nga taupori, e pa ana ki te whiwhinga whakauru me te wa tonu. b Nga inenga whakamatautau mo te awe o nga neurons ki te rereketanga o nga neuron e pa ana ki te CD aronga-tairongo. He rereke te whakautu a nga neuron putanga CD e rua ki nga whakaihiihi whakauru na te rereketanga o te neuron-ki-neuron. He iti ake te whiwhinga whakaurunga a Neuron 0 i te neuron 1, no reira e toru nga pire whakauru (kaore i te 1) hei hanga i te koikoi whakaputa. Ka rite ki te tumanako, ka tae te neuron 1 ki te paepae me nga huihuinga whakauru e rua. Mena ka tae mai te whakauru 1 Δt = 50 µs i muri i te ahi o te neuron 0, ka noho wahangu tonu te CD na te mea he nui ake te Δt i te wa tonu o te neuron 1 (mo te 22 µs). Ka whakahekehia te c e Δt = 20 µs, kia eke te whakaurunga 1 i te wa e kaha tonu ana te puhipuhi o te neuron 1, ka puta te kitenga tukutahi o nga huihuinga whakauru e rua.
Ko nga huānga e rua e whakamahia ana i roto i te tīwae tātai ITD ko te raina whakaroa me te CD kore aro. Ko nga ara iahiko e rua e hiahia ana kia tika te whakatikatika kia pai te mahi tuunga ahanoa. Ko te raina whakaroa me tuku he putanga tino roa o te tihi whakauru (Fig. 6a), a me whakahohe te CD mena ka taka te whakauru ki roto i te awhe rapunga. Mo te raina whakaroa, ko nga taumahatanga synaptic o nga hononga whakauru (G3 i te Fig. 4a) i reprogrammed tae noa ki te wa i whiwhihia ai te wa roa. Whakatakotoria he whakamaarama huri noa i te wa roa ki te aukati i te hotaka: ko te iti ake o te manawanui, ka uaua ake te whakatakoto i te raina whakaroa. I te piki. Ko te ahua 6b e whakaatu ana i nga hua o te tukanga whakatikatika raina whakaroa: ka kitea ka taea e te kaupapa e whakaarohia ana te whakarato i nga roa katoa e hiahiatia ana i roto i te kaupapa hoahoa (mai i te 10 ki te 300 μs). Ko te nui rawa o nga waahanga whakatikatika ka pa ki te kounga o te tukanga whakatikatika: Ka taea e te 200 te whakaiti i te hapa ki te iti iho i te 5%. Kotahi te whitiwhitinga whakatika e rite ana ki te mahi huinga/tautuhi o te pūtau RRAM. He mea nui ano hoki te tukanga oro ki te whakapai ake i te tika o te kopae CD te kitenga takahanga tata tonu. Tekau nga taiwhanga whakatika kia eke ki te reeti pai pono (arā, ko te tere o nga takahanga i tautuhia he tika) i runga ake i te 95% (raina kikorangi i te Whakaahua 6c). Heoi, karekau i pa ki nga kaupapa whakaraerae (ara, ko te auau o nga huihuinga i pohehetia he mea tika). Ko tetahi atu tikanga e kitea ana i roto i nga punaha koiora hei whakaea i nga herenga wa o nga huarahi whakahohe tere ko te taapiri (ara, he maha nga kape o te mea kotahi ka whakamahia hei mahi i tetahi mahi). I whakaaweahia e te biology66, i whakanohohia e matou etahi iahiko CD ki ia kōwae CD i waenga i nga raina whakaroa e rua hei whakaiti i te paanga o nga hua pai. Ka rite ki te whakaatu i te piki. 6c (raina matomato), ma te whakanoho e toru nga huānga CD ki ia kōwae CD ka taea te whakaheke i te reeti whakaoho teka ki te iti iho i te 10-2.
he Paanga o te rereketanga o te neuronal ki nga iahiko raina whakaroa. b Ka taea te whakaheke i nga iahiko raina whakaroa ki nga whakaroa nui ma te whakarite i nga wa tonu o nga neuron LIF me nga synapses DPI ki nga uara nui. Ko te whakanui ake i te maha o nga taapiri o te tikanga whakatikatika RRAM i taea ai te tino whakapai ake i te tika o te whakaroa o te whaainga: Ko te 200 nga taapiri i whakaiti i te hapa ki te iti iho i te 5%. Kotahi te whitiwhitinga e rite ana ki te mahi SET/RESET i runga i te pūtau RRAM. Ka taea te whakatinana i ia kōwae CD i te tauira c Jeffress ma te whakamahi i nga huānga CD whakarara N mo te ngawari ake mo nga rahunga o te punaha. d He maha ake nga taapiri whakatikatika RRAM ka piki ake te reeti pai pono (raina kikorangi), ko te reeti pai teka he motuhake i te maha o nga whitiwhiti (raina matomato). Ma te whakarara i etahi atu huānga CD ka karo i te kitenga teka o nga taurite CD.
Inaianei ka arotakehia e matou te mahi me te whakapau kaha o te punaha whakahiato ahanoa whakauru mutunga-ki-te-mutunga e whakaatuhia ana i te Whakaahua 2 ma te whakamahi i nga inenga o nga ahuatanga oro o te pMUT sensor, CD, me nga iahiko raina whakaroa e hanga ana i te kauwhata rorohiko neuromorphic. He tauira a Jeffress (Fig. 1a). Mo te kauwhata rorohiko neuromorphic, ka nui ake te maha o nga waahanga CD, ka pai ake te whakatau koki, engari ka nui ake te kaha o te punaha (Fig. 7a). Ka taea te whakatau ma te whakatairite i te tika o nga waahanga takitahi (pMUT pūoko, neurons, me nga iahiko synaptic) me te tika o te punaha katoa. Ko te taumira o te raina whakaroa e whakawhäitihia ana e te wa tonu o nga synapses me nga neurons, i roto i ta maatau kaupapa ka nui ake i te 10 µs, e rite ana ki te taumira koki o te 4° (tirohia nga Tikanga). Ko nga pona teitei ake me te hangarau CMOS ka taea te hoahoa o nga iahiko neural me te synaptic me te iti ake o te waa, ka piki ake te tika o nga huānga raina whakaroa. Heoi, i roto i ta maatau punaha, ka iti te tika na te hapa pMUT i te whakatau tata i te waahi koki, ara, 10° (raina whakapae puru i te Whakaahua 7a). I whakatauhia e matou te maha o nga waahanga CD ki te 40, e rite ana ki te taumira koki tata ki te 4°, ara, te tika o te koki o te kauwhata rorohiko (raina whakapae puru marama i te Whakaahua 7a). I te taumata o te punaha, ka hoatu he taumira o te 4° me te tika o te 10° mo nga mea kei te 50 cm ki mua o te punaha puoro. Ko tenei uara he rite ki nga punaha oro oro neuromorphic kua whakaatuhia i roto i te ref. 67. Ka kitea te whakataurite o te punaha e whakaarohia ana me te ahua o te toi i te Ripanga Tāpiri 1. Ko te taapiri i etahi atu pMUT, te whakanui ake i te taumata tohu oro, me te whakaiti i te haruru hiko he huarahi hei whakapai ake i te tika o te waahi. ) e tata ana ki te 9.7. nz. 55. E 40 nga wae CD i runga i te kauwhata rorohiko, i whakatauhia e te whakatairite SPICE te kaha mo ia mahi (arā, te pūngao tūnga ahanoa) he 21.6 nJ. Ka whakahohehia te punaha neuromorphic ina tae noa mai he huihuinga whakauru, ara ka tae te ngaru oro ki tetahi kaikawe pMUT ka nui ake i te paepae rapunga, ki te kore ka noho hohekore. Ma tenei ka karo i te kohi hiko kore e tika ana karekau he tohu whakauru. Ma te whakaaro ki te auau o nga mahi whakangao o te 100 Hz me te wa whakahohenga o te 300 µs mo ia mahi (te nui rawa o te ITD), ko te kaha o te kaha o te kauwhata rorohiko neuromorphic ko 61.7 nW. Ma te tukatuka i mua i te neuromorphic i tono ki ia kaiwhiwhi pMUT, ka eke te kaha o te mana o te punaha katoa ki te 81.6 nW. Kia mohio ai matou ki te kaha o te kaha o te huarahi neuromorphic e whakaarohia ana ka whakaritea ki nga taputapu tikanga, ka whakatauritea e matou tenei tau ki te kaha e hiahiatia ana hei mahi i taua mahi i runga i te microcontroller hiko iti hou ma te whakamahi i te neuromorphic, i te tikanga beamforming68 Skill. Ko te huarahi neuromorphic e whakaaro ana ki te wahanga o te tairitenga-ki-matimati (ADC), ka whai i te tātari band-pass me te waahi tango kōpaki (te tikanga Teeger-Kaiser). Ka mutu, ka mahia he mahi paepae hei tango i te ToF. Kua waihotia e matou te tatauranga o te ITD i runga i te ToF me te hurihanga ki te tuunga koki tata mai i te wa kotahi mo ia inenga (tirohia nga Tikanga). Ki te whakaaro he 250 kHz te reiti whakatauira i runga i nga hongere e rua (pMUT kaiwhiwhi), 18 nga mahi tātari paahi roopu, 3 nga mahi tangohanga kōpaki, me te 1 mahi paepae mo ia tauira, ko te katoa o te whakapau hiko ka kiia ko te 245 microwatts. Ka whakamahi tenei i te aratau iti-hiko69 o te microcontroller, ka huri i te wa kaore nga algorithms e mahi ana, ka whakaiti i te whakapau hiko ki te 10.8 µW. Ko te kohi mana o te otinga tukatuka tohu beamforming i whakaarohia i roto i te tohutoro. 31, me nga kaikawe pMUT 5 me nga kurupae 11 kua tohatoha rite ki te rererangi azimuth [-50°, +50°], he 11.71 mW (tirohia te waahanga Tikanga mo nga taipitopito). I tua atu, ka ripoatahia e matou te kaha o te whakamahi i te FPGA47-a-Wai Rerekē Encoder (TDE) e kiia ana i te 1.5 mW hei whakakapi mo te tauira Jeffress mo te waahi o nga mea. I runga i enei whakatau tata, ko te huarahi neuromorphic e whakaarohia ana ka whakaiti i te kohi hiko ma te rima ota te nui ka whakatauritea ki te microcontroller e whakamahi ana i nga tikanga hanga kurupae puāwaitanga mo nga mahi whakangao taonga. Ko te tango i te huarahi neuromorphic ki te tukatuka tohu i runga i te microcontroller matarohia ka whakaitihia te kohi hiko ma te rua ota o te nui. Ka taea te whakamarama i te whai huatanga o te punaha e whakaarohia ana e te whakakotahitanga o te ara iahiko tairitenga parenga-whakamahara ka taea ki te mahi i nga tatauranga mahara-a-roto me te kore o te huringa tairitenga-ki-mamati e hiahiatia ana kia kite i nga tohu.
he taumira koki (puru) me te kohi hiko (matomato) o te mahi roherohe i runga i te maha o nga waahanga CD. Ko te pae whakapae puru pouri e tohu ana i te tika o te koki o te PMUT me te pae whakapae kikorangi kikorangi e tohu ana i te tika koki o te kauwhata rorohiko neuromorphic. b Te kai hiko o te punaha whakaaro me te whakatairite ki nga whakatinanatanga microcontroller e rua i matapakihia me te whakatinanatanga matihiko o te Time Difference Encoder (TDE)47 FPGA.
Hei whakaiti i te kohi hiko o te punaha whakawhangai kua tohua, i whakaarohia e matou, i hangaia, i whakatinanahia he iahiko neuromorphic e ahu mai ana i te RRAM e whakahaere ana i nga huihuinga e whakahaere ana i nga korero tohu i hangaia e nga pukoro hanga-i roto ki te tatau i te tuunga o te mea i whaaia i roto i te tino. wā. . Ahakoa ko nga tikanga tukatuka tuku iho ka whakatauira tonu i nga tohu kua kitea me te mahi i nga tatauranga hei tango i nga korero whai hua, ko te otinga neuromorphic e whakaarohia ana ka mahia nga tatauranga i te wa ka tae mai nga korero whai hua, ka whakanui i te kaha o te mana o te punaha ma te rima ota nui. I tua atu, ka whakanuia e matou te ngawari o nga waahanga neuromorphic-a-RRAM. Ko te kaha o te RRAM ki te huri i te whakahaere i roto i te ahua kore-kore (te kirihou) ka utu mo te rerekeetanga o te hiko ultra-iti te tairitenga DPI o te synaptic me te iahiko neural. Ma tenei ka whai kiko, ka kaha hoki tenei ara iahiko-a-RRAM. Ko ta matou whainga ehara i te tango i nga mahi uaua, i nga tauira ranei mai i nga tohu, engari ki te waahi i nga taonga i roto i te waa. Ka taea hoki e ta maatau punaha te kopiri i te tohu ka mutu ka tukuna atu ki nga waahanga tukatuka kia nui ake nga whakatau ka hiahiatia. I roto i te horopaki o nga tono roherohe, ka taea e ta maatau mahi neuromorphic preprocessing te tuku korero mo te waahi o nga taonga. Ka taea te whakamahi i enei korero, hei tauira, mo te rapu nekehanga, mo te tohu tohu ranei. Ka whakanuia e matou te hiranga o te whakakotahi i nga pukoro hiko tino iti penei i nga pMUT me nga hiko hiko tino iti. Mo tenei, ko nga huarahi neuromorphic te mea matua na ratou i arahi i a maatau ki te whakawhanake i nga whakatinanatanga ara iahiko hou o nga tikanga rorohiko whakaawe koiora penei i te tauira Jeffress. I roto i te horopaki o nga tono fusion sensor, ka taea te whakakotahi i ta maatau punaha me etahi momo puoro-a-takahanga rereke kia whiwhi korero tika ake. Ahakoa te pai o te ruru ki te kimi kai i roto i te pouri, he pai to ratou karu, ka mahi tahi i te rapu whakarongo me te rapu tirohanga i mua i te hopu kai70. I te wa e ahi ana tetahi neuron whakarongo, ka whiwhi te ruru i nga korero e tika ana hei whakatau ko tehea huarahi ka tiimata ana te rapu tirohanga, na reira ka aro ki tetahi waahanga iti o te tirohanga ataata. Ko te huinga o nga puoro ataata (kamera DVD) me tetahi puoro whakarongo e whakaarohia ana (i runga i te pMUT) me tirotirohia mo te whakawhanaketanga o nga kaihoko motuhake a meake nei.
Ko te pukoro pMUT kei runga i te PCB me nga kaikawe e rua tata ki te 10 cm te tawhiti, ka tu te kaikawe i waenga i nga kaikawe. I roto i tenei mahi, ko ia kiriuhi he hanganga bimorph iri e rua nga papa o te piezoelectric konumohe nitride (AlN) 800 nm te matotoru i waenganui i nga papa e toru o te molybdenum (Mo) 200 nm te matotoru me te pani ki te paparanga 200 nm te matotoru. te paparanga SiN passivating runga pera i whakaahuatia i te tohutoro. 71. Ko nga hiko o roto me waho ka whakamahia ki nga papa o raro me runga o te molybdenum, i te mea ko te hiko molybdenum o waenganui kaore i te ahua ka whakamahia hei whenua, ka puta he membrane me nga takirua hiko e wha.
Ko tenei hoahoanga ka taea te whakamahi i te huringa membrane noa, ka pai ake te tuku me te whiwhi tairongo. Ko taua pMUT e whakaatu ana i te 700 nm/V te tairongo whakahihiri, e whakarato ana i te pehanga mata o te 270 Pa/V. Ka rite ki te kaiwhiwhi, kotahi te kiriata pMUT e whakaatu ana i te ara iahiko poto o te 15 nA/Pa, e hono tika ana ki te piezoelectric coefficient o AlN. Ko te rereketanga o te hangarau o te ngaohiko i roto i te paparanga AlN ka arahina ki te whakarereketanga o te auau o te resonant, ka taea te utu ma te whakamahi i te whakapae DC ki te pMUT. I inehia te tairongo DC i te 0.5 kHz/V. Mo te tohu oro, ka whakamahia he hopuoro ki mua i te pMUT.
Hei ine i te putere oro, ka whakanohohia he pereti tapawha me te horahanga tata ki te 50 cm2 ki mua o te pMUT hei whakaata i nga ngaru oro kua puta. Ko te tawhiti i waenga i nga papaa me te koki e pa ana ki te rererangi pMUT ka whakahaerehia ma te whakamahi i nga kaipupuri motuhake. Ko te puna ngaohiko Tectronix CPX400DP e whakahiato ana i nga kiriuhi pMUT e toru, me te whakarite i te auau orooro ki te 111.9 kHz31, i te wa e peia ana nga kaikawe e te miihini hiko o Tectronix AFG 3102 kua arohia ki te auau resonant (111.9 kHz) me te huringa mahi o te 0.01. Ko nga au e panuitia ana mai i nga tauranga whakaputa e wha o ia kaikawe pMUT ka huri ki nga ngaohiko ma te whakamahi i te hoahoanga o naianei rereke me te ngaohiko, a ko nga tohu ka puta ka whakamamatihia e te punaha tango raraunga Spektrum. Ko te rohe o te kitenga i tohuhia e te whiwhi tohu pMUT i raro i nga ahuatanga rereke: i nekehia e matou te whakaata ki nga tawhiti rereke [30, 40, 50, 60, 80, 100] cm me te whakarereke i te koki tautoko pMUT ([0, 20, 40] o ) Ko te ahua 2b e whakaatu ana i te taumira kitenga ITD i runga i te waahi koki e rite ana ki nga tohu.
Ka whakamahia e tenei tuhinga nga waahanga RRAM rereke rereke e rua. Ko te tuatahi ko te huinga o nga taputapu 16,384 (16,000) (128 × 128 taputapu) i roto i te whirihoranga 1T1R me tetahi transistor me tetahi parenga. Ko te maramara tuarua ko te papa neuromorphic e whakaatuhia ana i te Whakaahua 4a. Kei roto i te pūtau RRAM he kiriata HfO2 5 nm te matotoru kua mau ki roto i te puranga TiN/HfO2/Ti/TiN. Kua whakauruhia te puranga RRAM ki te raina-muri (BEOL) o te mahinga 130nm CMOS paerewa. Ko nga iahiko neuromorphic-a-RRAM he wero hoahoa mo nga punaha hiko tairitenga-katoa e noho tahi ai nga taputapu RRAM me te hangarau CMOS tuku iho. Ina koa, me panui te ahua kawe o te taputapu RRAM me te whakamahi hei taurangi mahi mo te punaha. I tenei mutunga, i hoahoatia, i hangaia, i whakamatauria he iahiko e panui ana i te naianei mai i te taputapu i te wa ka tae mai he putere whakauru me te whakamahi i tenei waa ki te taumaha i te urupare o te whakahiato takirua takirua (DPI) synapse. Ko tenei ara iahiko e whakaatuhia ana i te Whakaahua 3a, e tohu ana i nga poraka hanga taketake o te papa neuromorphic i te Whakaahua 4a. Ma te putere whakauru ka whakahohe i te keeti o te taputapu 1T1R, ka whakaawe i te ia na roto i te RRAM e rite ana ki te kawe o te taputapu G (Taimaha = G(Vtop – Vx)). Ko te urunga hurihanga o te whakakaha whakahaere (op-amp) iahiko he ngaohiko rītaha DC tonu Vtop. Ko nga urupare kino a te op-amp ka hoatu he Vx = Vtop ma te tuku i nga waa rite mai i te M1. Ko te Iweight o naianei kua tangohia mai i te taputapu ka werohia ki te DPI synapse. Ma te kaha ake o te naianei ka nui ake te whakahekenga, no reira ka whai hua te whakahaere a RRAM i nga taumaha synaptic. Ka werohia tenei waa synaptic taupū i roto i te pūnga o te membrane o nga neurons Leaky Integration and Excitation (LIF), i reira ka whakauruhia hei ngaohiko. Mena ka hinga te ngaohiko paepae o te membrane (te ngaohiko whakawhiti o te inverter), ka whakahohehia te waahanga whakaputa o te neuron, ka whakaputa i te koikoi whakaputa. Ka hoki mai te patere nei, ka kuhu i te punga o te membrane o te neuron ki te whenua, ka rere. Ka taapirihia tenei ara iahiko ki te whakawhanui patere (kaore e whakaatuhia i te Whakaahua 3a), e hanga ana i te putere whakaputa o te neuron LIF ki te whanui o te putere i whaaia. Ka hangaia ano nga Multiplexers ki ia raina, ka tuku ngaohiko ki nga hiko o runga me raro o te taputapu RRAM.
Ko nga whakamatautau hiko kei roto ko te tātari me te tuhi i te whanonga hihiri o nga iahiko tairitenga, tae atu ki te hotaka me te panui i nga taputapu RRAM. Ko nga taahiraa e rua e hiahia ana ki nga taputapu motuhake, he mea hono katoa ki te poari puoro i te wa kotahi. Ko te uru ki nga taputapu RRAM i roto i nga iahiko neuromorphic ka mahia mai i nga taputapu o waho ma te multiplexer (MUX). Ka wehea e te MUX te pūtau 1T1R mai i te toenga o te ara iahiko kei a ia, ka taea te panui me te whakarite i te taputapu. Hei whakarite me te panui i nga taputapu RRAM, ka whakamahia he miihini Keithley 4200 SCS me te miihini miihini Arduino: ko te tuatahi mo te whakaputanga pumanawa tika me te panui o naianei, me te tuarua mo te uru tere ki nga huānga 1T1R takitahi i roto i te raupapa mahara. Ko te mahi tuatahi ko te hanga i te taputapu RRAM. Ka tohua nga pūtau takitahi, ka tukuna he ngaohiko pai i waenga i nga hiko o runga me raro. I roto i tenei take, he iti te naianei ki te raupapa tekau o microamperes e tika ana ki te tuku o te ngaohiko kuwaha e rite ana ki te transistor whiriwhiri. Ka taea e te pūtau RRAM te huri haere i waenga i te ahua whakaheke iti (LCS) me te ahua kawe teitei (HCS) ma te whakamahi i nga mahi RESET me te SET. Ko te mahi SET ka mahia ma te whakamahi i te ngaohiko tapawha tapawha me te roanga o te 1 μs me te ngaohiko teitei o te 2.0-2.5 V ki te hiko o runga, me te pupuhi tukutahi o te ahua rite me te ngaohiko teitei o te 0.9-1.3 V ki te te kuaha o te transistor whiriwhiri. Ko enei uara ka taea te whakarereke i te whakahaerenga RRAM i nga wa 20-150 µs. Mo te RESET, he 1 µs te whanui, 3 V peak pulse ka tukuna ki te hiko o raro (raina moka) o te pūtau ina ko te ngaohiko kuaha kei te awhe o 2.5-3.0 V. Ko nga whakaurunga me nga putanga o nga iahiko tairitenga he tohu hihiri. . Mo te whakaurunga, i honoa e matou e rua nga miihini hiko HP 8110 me nga kaihanga tohu Tektronix AFG3011. He 1 µs te whanui o te putere whakauru me te tapa piki/hinga 50 ns. Ko tenei momo putere e kiia ana he kopa angamaheni i roto i nga ara iahiko e pa ana ki te tairitenga. Mo te tohu whakaputa, i tuhia te tohu whakaputa ma te whakamahi i te Teledyne LeCroy 1 GHz oscilloscope. Ko te tere o te hoko o te oscilloscope kua whakamatauhia ehara i te mea he mea whakatepe i roto i te tātari me te whiwhi raraunga ara iahiko.
Ko te whakamahi i te hihiko o te hikohiko tairitenga hei whakataurite i te whanonga o nga neurons me nga synapses he otinga huatau me te pai hei whakapai ake i te pai o te rorohiko. Ko te kino o tenei papahanga rorohiko ko te rereke o ia kaupapa ki ia kaupapa. I whakatauhia e matou te rereketanga o nga neurons me nga waahanga synaptic (Taapiri Fig. 2a, b). Mai i nga whakaaturanga katoa o te rereketanga, ko nga mea e pa ana ki nga wa tonu me nga whiwhinga whakauru ka nui ake te paanga ki te taumata o te punaha. Ko te wa tonu o te LIF neuron me te DPI synapse e whakatauhia ana e te RC circuit, kei reira te uara o te R e whakahaeretia ana e te ngaohiko piro e pa ana ki te kuaha o te transistor (Vlk mo te neuron me Vtau mo te synapse), te whakatau i te te rerenga rerenga. Ko te whiwhinga whakaurunga e kiia ana ko te ngaohiko teitei i tae mai e te synaptic me te neuronal membrane pūnga iahiko i whakaihiihihia e te putere whakauru. Ko te whiwhinga whakaurunga e whakahaeretia ana e tetahi atu transistor bias e whakarereke ana i te naianei whakauru. I mahia he whakatairite Monte Carlo i runga i te tukanga 130nm ST Microelectronics 'ki te kohikohi i etahi taonga whakauru me nga tatauranga taima tonu. Ko nga hua e whakaatuhia ana i roto i te Whakaaturanga Tāpiri 2, kei reira te nui o te whakaurunga me te taima o te wa e ine ana hei mahi o te ngaohiko rītaha e whakahaere ana i te reiti rerenga. Ko nga tohu kaakaariki te ine i te inenga paerewa o te wa tuturu mai i te toharite. I taea e nga neurons me nga waahanga synaptic te whakaatu i te maha o nga waahi o te wa i roto i te awhe o te 10-5-10-2 s, e whakaatuhia ana i roto i te kaupapa taapiri. Ko te whakarahinga whakaurunga (Taupiri Fig. 2e,d) o te rereketanga o te neuronal me te synaps he tata ki te 8% me te 3%, ia. Ko taua ngoikoretanga he pai te tuhi i roto i nga tuhinga: he maha nga inenga i mahia i runga i te huinga o nga maramara DYNAP hei aromatawai i te rerekee i waenga i nga taupori o nga neuron LIF63. Ko nga synapses i roto i te maramara tohu whakauru BrainScale ka inehia, ka tātarihia o raatau rerekee, ka whakaarohia he tikanga whakatikatika hei whakaiti i te paanga o te rereketanga o te taumata-nana64.
Ko te mahi a te RRAM i roto i nga iahiko neuromorphic e rua nga waahanga: te whakamaramatanga hoahoanga (whakahaere i nga whakaurunga ki nga putanga) me te whakatinanatanga o nga taumahatanga synaptic. Ka taea te whakamahi i nga taonga o muri ki te whakaoti i te raruraru o te rereketanga o nga waahanga neuromorphic kua whakatauirahia. Kua whakawhanakehia e matou he tikanga whakatikatika ngawari e whai waahi ana ki te whakahou i te taputapu RRAM kia tutuki ra ano te ara iahiko e tātarihia ana etahi whakaritenga. Mo te whakaurunga kua tukuna, ka aro turukihia te whakaputanga, ka whakahoahoatia te RRAM kia tutuki ra ano te whanonga whainga. Ko te wa tatari mo te 5 s i whakauruhia i waenga i nga mahi hotaka hei whakaoti i te raru o te whakangā RRAM ka puta mai he rerekee haere o te whakahaerenga (He Korero Whaiaro). Ko nga taumaha Synaptic ka whakatikatikahia, ka whakatauhia ranei i runga i nga whakaritenga o te ara iahiko neuromorphic e whakatauirahia ana. Kua whakarāpopotohia te tikanga whakatikatika i roto i etahi atu hātepee [1, 2] e aro ana ki nga ahuatanga matua e rua o nga papaa neuromorphic, nga raina whakaroa me te CD kore aro. Mo te ara iahiko me te raina whakaroa, ko te whanonga whainga ko te whakarato i te putere whakaputa me te whakaroa Δt. Mena he iti ake te roa o te ara iahiko i te uara i whaaia, me whakaitihia te taumahatanga synaptic o G3 (me tautuhi ano a G3 katahi ka tautuhi ki te Icc o naianei e rite ana). Engari, ki te nui ake te roa o te wa i te uara i whaaia, me whakanui ake te whakahaerenga o te G3 (me tautuhi tuatahi a G3 katahi ka tautuhi ki te uara Icc teitei ake). Ka tukuruatia tenei tukanga tae noa ki te whakaroa i mahia e te ara iahiko ki te wariu o te whaainga, ka whakatauhia he kawa ki te aukati i te mahi whakatikatika. Mo nga CD koretake-kore, e rua nga taputapu RRAM, G1 me G3, ka uru ki te mahi whakatikatika. E rua nga whakaurunga o tenei ara iahiko, ko Vin0 me Vin1, i whakaroa e dt. Me whakautu noa te ara iahiko ki nga whakaroa i raro i te awhe taurite [0,dtCD]. Mena kaore he tihi whakaputa, engari ka tata te tihi whakauru, me whakanui nga taputapu RRAM e rua hei awhina i te neuron ki te eke ki te paepae. Engari, ki te whakautu te ara iahiko ki te whakaroa ka nui ake i te awhe taunga o te dtCD, me whakaheke te kawe. Whakahokia te tukanga kia puta ra ano te whanonga tika. Ka taea te whakarereke i te naianei e te iahiko tairitenga i roto i te ref. 72.73. Ma tenei ara iahiko kua whakauruhia, ka taea te whakahaere i ia waa ki te whakatikatika i te punaha, ki te whakamahi ano ranei mo tetahi atu tono.
Ka arotakehia e matou te whakapaunga hiko o ta matou huarahi tukatuka tohu neuromorphic i runga i te microcontroller68 moka-32. I roto i tenei aro mātai, he rite tonu ta matou mahi ki tenei pepa, kotahi te tuku pMUT me nga kaiwhiwhi pMUT e rua. Ka whakamahia e tenei tikanga he tātari bandpass, ka whai i te taahiraa tango kōpaki (Teeger-Kaiser), ka mutu ka tukuna he mahi paepae ki te tohu hei tango i te wa rere. Ko te tatauranga o te ITD me tona hurihanga ki nga koki kitenga ka waiho i roto i te arotakenga. Ka whakaarohia e matou he whakatinanatanga taitapa paahi ma te whakamahi i te ota 4 o te tātari urupare kore mutunga e hiahia ana kia 18 nga mahi ira maanu. Ko te tangohanga o te kōpaki ka whakamahia e toru atu nga mahi ira maangi, ka whakamahia te mahi whakamutunga ki te tautuhi i te paepae. He 22 nga mahi ira maanu e hiahiatia ana hei tukatuka i te tohu. Ko te tohu tuku he pupuhi poto o te 111.9 kHz te ngaru ngaru i hangaia ia 10 ms ka puta mai te auau whakahaere o te 100 Hz. I whakamahia e matou he reiti whakatauira 250 kHz ki te u ki a Nyquist me te matapihi 6 ms mo ia inenga hei hopu i te awhe 1 mita. Kia mahara ko te 6 manomano te wa rere o tetahi mea e 1 mita te tawhiti. Ka whakarato tenei i te kohi hiko o te 180 µW mo te huri A/D i te 0.5 MSPS. Ko te tukatuka tohu tohu he 6.60 MIPS (tohutohu mo ia hekona), e whakaputa ana i te 0.75 mW. Heoi, ka huri pea te microcontroller ki te aratau hiko iti 69 i te kore e rere ana te algorithm. Ko tenei aratau e whakarato ana i te kohi hiko pateko o 10.8 μW me te wa whakaoho o 113 μs. I runga i te auau karaka o 84 MHz, ka oti i te microcontroller nga mahi katoa o te neuromorphic algorithm i roto i te 10 ms, a ka tatauhia e te algorithm te huringa mahi o te 6.3%, na reira ka whakamahi i te aratau mana iti. Ko te tohanga mana ka puta ko 244.7 μW. Kia mahara ka waihohia e matou te putanga ITD mai i te ToF me te hurihanga ki te koki kitenga, na reira ka iti te whakaaro ki te kai mana o te microcontroller. He uara atu tenei mo te kaha o te kaha o te punaha e whakaarohia ana. Hei taapiri whakatauritenga, ka arotakehia e matou te kai hiko o nga tikanga hanga kurupae puāwaitanga e whakaarohia ana i te tohutoro. 31.54 ka whakauruhia ki roto i te microcontroller68 i te ngaohiko tuku 1.8V. E rima nga kiriuhi pMUT mokowhiti rite ki te tiki raraunga mo te hanga kurupae. Mo te tukatuka ano, ko te tikanga hanga kurupae e whakamahia ana ko te whakahiato whakaroa. Ko te tono he whakaroa ki nga huarahi e rite ana ki te rereketanga e tumanakohia ana i nga wa taenga mai i waenga i te huarahi kotahi me te huarahi tohutoro. Mena kei te waahi nga tohu, ka nui te kaha o te tapeke o enei tohu i muri i te huringa wa. Mena kei waho o te wahanga, ka whakawhäitihia e te wawaotanga kino te kaha o to raatau moni. i roto i te hononga. I te piki. 31, ka tohua he reiti whakatauira 2 MHz ki te huri i nga raraunga ma te tau tauoti o nga tauira. Ko te huarahi ngawari ake ko te pupuri i te reiti tauira iti ake o te 250 kHz me te whakamahi i te tātari Whakautu Whakaoho Mutunga (FIR) hei whakahiato i nga whakaroa hautanga. Ka whakaarohia e maatau ko te uaua o te algorithm hanga kurupae e tino whakatauhia ana e te nekehanga o te waa, i te mea ka uru atu ia hongere ki te tātari FIR me te 16 pao i ia ahunga. Hei tatau i te maha o nga MIPS e hiahiatia ana mo tenei mahi, ka whakaarohia he matapihi 6ms mo ia inenga hei hopu i te awhe 1 mita, e 5 nga hongere, 11 nga ahunga whakahiato kurupae (awhe +/- 50° i roto i nga hikoinga 10°). 75 inenga mo ia hekona i pana te microcontroller ki te 100 MIPS morahi. Hononga. 68, ka puta te tohanga hiko o te 11.26 mW mo te tohanga hiko katoa o te 11.71 mW i muri i te taapiri i te takoha ADC ki runga.
Ko nga raraunga e tautoko ana i nga hua o tenei rangahau e waatea ana mai i te kaituhi, FM, i runga i te tono whaitake.
Indiveri, G. & Sandamirskaya, Y. Ko te hiranga o te waahi me te wa mo te tukatuka tohu i roto i nga kaitohutohu neuromorphic: Ko te wero o te whakawhanake i te mana iti, te mana motuhake e mahi tahi ana me te taiao. Indiveri, G. & Sandamirskaya, Y. Ko te hiranga o te waahi me te wa mo te tukatuka tohu i roto i nga kaitohutohu neuromorphic: Ko te wero o te whakawhanake i te mana iti, te mana motuhake e mahi tahi ana me te taiao.Indiveri G. me Sandamirskaya Y. Ko te hiranga o te waahi me te wa mo te tukatuka tohu i roto i nga kaitohutohu neuromorphic: te wero o te whakawhanake i nga kaitautoko iti-mana e mahi tahi ana me te taiao. Indiveri, G. & Sandamirskaya, Y.理的挑战。 Indiveri, G. & Sandamirskaya, Y.Indiveri G. me Sandamirskaya Y. Ko te hiranga o te waahi me te wa mo te tukatuka tohu i roto i nga kaitohutohu neuromorphic: te wero o te whakawhanake i nga kaitautoko iti-mana e mahi tahi ana me te taiao.Tukatuka Tohu IEEE. Hautaka 36, ​​16–28 (2019).
Thorpe, SJ Peak Wā Taenga: He Kaupapa Whakawaehere Whatunga Neural Tino. i Eckmiller, R., Hartmann, G. & Hauske, G. (eds). i Eckmiller, R., Hartmann, G. & Hauske, G. (eds).i Eckmiller, R., Hartmann, G. me Hauske, G. (eds.).In Eckmiller, R., Hartmann, G., and Hauske, G. (eds.). Tukatuka whakarara i roto i nga punaha neural me nga rorohiko 91–94 (North-Holland Elsevier, 1990).
Levy, WB & Calvert, VG Whakawhitiwhitinga e 35 nga wa nui ake te kaha atu i te tatau i roto i te uho tangata, engari e rua nga utu hei matapae i te nama synapse. Levy, WB & Calvert, VG Whakawhitiwhitinga e 35 nga wa nui ake te kaha atu i te tatau i roto i te uho tangata, engari e rua nga utu hei matapae i te nama synapse.Ko Levy, WB me Calvert, WG Communication e 35 nga wa nui atu te kaha atu i te tatauranga i roto i te uho tangata, engari e rua nga utu hei matapae i te maha o nga synapses. Levy, WB & Calvert, VG Communication 消耗的能量是人类皮层计算的35 倍，但这两种成本都需要预测突触数量。 Levy, WB & Calvert, VG WhakawhitiwhitiLevy, WB me Calvert, WG Communication e 35 nga wa nui atu te kaha atu i te tatauranga i roto i te uho tangata, engari ko nga utu e rua me matapae te maha o nga synapses.tukanga. National Academy of Science. te pūtaiao. US 118, https://doi.org/10.1073/pnas.2008173118 (2021).
Dalgaty, T., Vianello, E., De Salvo, B. & Casas, J. Rorohiko neuromorphic i whakaawehia e nga pepeke. Dalgaty, T., Vianello, E., De Salvo, B. & Casas, J. Rorohiko neuromorphic i whakaawehia e nga pepeke.Dalgati, T., Vianello, E., DeSalvo, B. me Casas, J. Te rorohiko neuromorphic a nga pepeke.Dalgati T., Vianello E., DeSalvo B. me Casas J. Rorohiko neuromorphic i whakaawehia e nga pepeke. o nāianei. Whakaaro. Pūtaiao ngarara. 30, 59–66 (2018).
Roy, K., Jaiswal, A. & Panda, P. Ki te mohio miihini-a-koi me te rorohiko neuromorphic. Roy, K., Jaiswal, A. & Panda, P. Ki te mohio miihini-a-koi me te rorohiko neuromorphic. Roy, K., Jaiswal, A. & Panda, P. Ki te Maramatanga Miihini-a-Sike me te Rorohiko Neuromorphic.Roy K, Jaiswal A, me Panda P. Pulse-based artificial intelligence using neuromorphic computing. Nature 575, 607–617 (2019).
Indiveri, G. & Liu, S.-C. Indiveri, G. & Liu, S.-C.Indiveri, G. me Liu, S.-K. Indiveri, G. & Liu, S.-C. Indiveri, G. & Liu, S.-C.Indiveri, G. me Liu, S.-K.Te mahara me te tukatuka korero i roto i nga punaha neuromorphic. tukanga. IEEE 103, 1379–1397 (2015).
Akopyan F. et al. Truenorth: Hoahoa me te kete taputapu mo te 65 mW 1 miriona neuron maramara synaptic programmable. Nga whakawhitinga IEEE. Te hoahoa rorohiko o nga punaha iahiko whakauru. 34, 1537–1557 (2015).
Schemmel, J. et al. Whakaaturanga ora: kua whakahekehia te putanga o te punaha neuromorphic BrainScaleS i te tauine pereti. 2012 IEEE International Symposium on Circuits and Systems (ISCAS), (IEEE ed.) 702–702 (2012).
Moradi, S., Qiao, N., Stefanini, F. & Indiveri, G. He hoahoanga multicore tauineine me nga hanganga mahara rereke mo nga tukatuka neuromorphic asynchronous hihiri (DYNAPs). Moradi, S., Qiao, N., Stefanini, F. & Indiveri, G. He hoahoanga multicore tauineine me nga hanganga mahara rereke mo nga tukatuka neuromorphic asynchronous hihiri (DYNAPs).Moradi S., Qiao N., Stefanini F. me Indiviri G. He hoahoanga multicore tauineine me nga hanganga mahara heterogeneous mo nga tukatuka asynchronous neuromorphic hihiri (DYNAP). Moradi, S., Qiao, N., Stefanini, F. & Indiveri, G.存结构。 Moradi, S.、Qiao, N.、Stefanini, F. & Indiveri, G. He momo hoahoanga maha-matua whakawhanui, me te hanganga mahara ahurei mo te tukatuka neural hihiri (DYNAP).Moradi S., Qiao N., Stefanini F. me Indiviri G. He hoahoanga multicore tauineine me nga hanganga mahara heterogeneous mo nga tukatuka asynchronous neuromorphic hihiri (DYNAP).IEEE Transactions on Biomedical Science. pūnaha hiko. 12, 106–122 (2018).
Davis, M. et al. Loihi: He pūtukatuka maha-matua neuromorphic me te ako whakauru. IEEE Micro 38, 82–99 (2018).
Furber, SB, Galluppi, F., Temepara, S. & Plana, LA Ko te kaupapa SpiNNaker. Furber, SB, Galluppi, F., Temepara, S. & Plana, LA Ko te kaupapa SpiNNaker.Ferber SB, Galluppi F., Temepara S. me Plana LA SpiNNaker kaupapa.Ferber SB, Galluppi F., Temepara S. me Plana LA SpiNNaker kaupapa. tukanga. IEEE 102, 652–665 (2014).
Liu, S.-K. & Delbruck, T. Neuromorphic sensory systems. & Delbruck, T. Neuromorphic sensory systems.me Delbrück T. Neuromorphic sensory systems. & Delbruck, T. 神经形态感觉系统。 & Delbruck, T.me Delbrück T. Neuromorphic sensory system.o nāianei. Whakaaro. Neurobiology. 20, 288–295 (2010).
Chope, T. et al. Ko te whakaurunga ororongo Neuromorphic mo te whakakotahitanga o te puna tangi me te karo i te tukinga. I te 2019 i te Huihuinga IEEE i runga i nga Rangahau Biomedical Circuits and Systems (BioCAS), (IEEE Ed.) 1–4 (2019).
Risi, N., Aimar, A., Donati, E., Solinas, S. & Indiveri, G. He hoahoanga neuromorphic i runga i te koikoi o te tirohanga stereo. Risi, N., Aimar, A., Donati, E., Solinas, S. & Indiveri, G. He hoahoanga neuromorphic i runga i te koikoi o te tirohanga stereo.Risi N, Aymar A, Donati E, Solinas S, me Indiveri G. He hoahoanga stereomorphic stereovision e ahu mai ana i te koikoi. 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, me Indiveri G. Ko te hangahanga neuromorphic e ahu mai ana i te Spike mo te tirohanga stereo.mua. Neurorobotics 14, 93 (2020).
Osswald, M., Ieng, S.-H., Benosman, R. & Indiveri, G. He tauira whatunga neural spiking o 3Dperception mo nga punaha tirohanga tirohanga neuromorphic i runga i nga huihuinga. Osswald, M., Ieng, S.-H., Benosman, R. & Indiveri, G. He tauira whatunga neural spiking o 3Dperception mo nga punaha tirohanga tirohanga neuromorphic i runga i nga huihuinga.Oswald, M., Ieng, S.-H., Benosman, R., me 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. 基于事件的神经形态立体视觉系统的3Dperception 脉冲神经网神经网。 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., me Indiveri, G. Spiked 3Dperception Neural Whatunga Tauira mo te Pūnaha Whakaaturanga Neuromorphic Stereo Vision i runga i te Takahanga.te pūtaiao. Pūrongo 7, 1–11 (2017).
Dalgaty, T. et al. Ko te rapunga nekehanga taketake na nga pepeke kei roto ko te maumahara parenga me nga whatunga neural pakaru. Pūnaha biohybrid. 10928, 115–128 (2018).
D'Angelo, G. et al. Ko te kitenga o nga nekehanga rereke e ahu mai ana i te takahanga ma te whakamahi i te tohu tohu rereke. mua. Neurology. 14, 451 (2020).