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使用混合过程代数对神经网络进行建模和分析。 (英语) Zbl 1336.92005号

摘要:涉及人工神经网络的研究趋向于高效计算,特别是在模式识别领域,或者倾向于阐明大脑中的生物过程。随着我们对大脑生物学的理解不断加深,模型变得更加详细,其中包括了单个神经元在复杂系统结构和动力学中相互作用的实时行为。生物似然神经网络的抽象和完全形式化模型的例子很少:在神经网络中,文献模型通常是数学方程和自然语言的混合物,由模拟代码和相关实验结果支持。非正式性往往隐藏或模糊了特定模型的重要方面,并在模型描述和用于模拟它们的通常低级编程代码之间留下了很大的概念差距。
本文的主要贡献是从展示复杂神经级行为和网络级结构的文献中,对一个生物学上合理的神经网络模型进行了形式化建模和分析。为了实现这一点,基于过程代数CSP和(mathrm)开发了一种建模语言“Pann”{混合}_{\chi}\)。它的设计便于将离散事件(如神经元尖峰)的行为与可变的连续和离散变量(例如,代表神经元的化学性质)混合。它的行为是使用操作语义定义的,从中可以证明语言的一组通用属性。
生物模型的基础是通过首先形式化人工神经网络领域的一些著名概念,如前馈行为、反向传播和递归神经网络。由代表单个神经元的一组通信过程组成的前馈网络的Pann模型被证明等效于前馈行为的标准单线计算。

MSC公司:

92B20型 生物研究、人工生命和相关主题中的神经网络
68问题85 并发和分布式计算的模型和方法(进程代数、互模拟、转换网等)
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全文: 内政部

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