×

具有侧向抑制的尖峰神经P系统。 (英语) Zbl 1531.68090号

摘要:作为第三代人工神经网络模型的一员,尖峰神经P系统(SNP系统)近年来成为研究热点。本文将生物神经系统中的侧抑制现象引入SN P系统,提出了具有侧抑制的SN P(LISN P)系统。LISN P系统增加了突触长度的特性来描述神经元之间的横向距离,并采用了一种新的规则形式,即横向相互作用规则,来描述突触后神经元与突触前神经元的不同横向距离对棘波的接收。具体来说,兴奋的神经元对周围的突触后神经元产生侧向抑制。靠近兴奋神经元的突触后神经元,即横向距离较小的神经元,更容易受到侧向抑制,要么接受由兴奋神经元产生的较少数量的棘波,要么无法接受棘波。随着侧向距离的增加,侧向抑制减弱,突触后神经元接收到的棘波数量增加。基于上述机制,以生成任意奇数、任意偶数、任意自然数和算术级数为例,设计了四个特定的LISN P系统。通过设计工作模块,LISN P系统在生成和接受模式下提供了与通用寄存器机同等的计算能力。这验证了LISN P系统的计算完整性。设计了一个仅使用65个神经元的通用LISN P系统用于函数计算。根据几个系统之间的比较,通用LISN P系统需要更少的计算资源。

MSC公司:

68T05年 人工智能中的学习和自适应系统
68T07型 人工神经网络与深度学习
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿曼,B。;Ciobanu,G.,《利用星形胶质细胞产生钙的尖峰神经P系统》,《国际神经系统杂志》,第30、12期,第2050066页,(2020年)
[2] Angelucci,A。;莱维特,J.B。;Lund,J.S.,猕猴视觉皮层V1区单个神经元经典感受野和调节性周围野的解剖学起源,脑研究进展,136,373-388(2002)
[3] Bao,T。;杨琼。;彭,H。;罗,X。;Wang,J。;Song,X.,连续枝晶P系统的计算能力,理论计算机科学,893133-145(2021)·Zbl 1514.68076号
[4] 体重,F.-D。;Péun,A.,具有多种尖峰的小型SNQ P系统,理论计算机科学,862,14-23(2021)·Zbl 1497.68185号
[5] Cabarle,F.G.C。;阿多纳,H.N。;Martinez-Del-Amor,文学硕士。;Perez-Jimenez,M.J.,《改进脉冲神经P系统的GPU模拟》,《罗马尼亚信息科学与技术杂志》,第15、1、5-20页(2012年)
[6] Cabarle,F.G.C。;阿多纳,H.N。;Perez-Simenez,M.J。;Song,T.,具有结构塑性的Spiking神经P系统,神经计算与应用,26,8,1905-1917(2015)
[7] Cabarle,F.G.C。;德拉克鲁兹,R.T.A。;Cailipan,D.P.P。;张,D。;刘,X。;Zeng,X.,《利用突触规则研究突触神经P系统的解与表征》,《信息科学》,501,30-49(2019)·Zbl 1453.68077号
[8] Cabarle,F.G.C。;曾,X。;墨菲,N。;宋,T。;罗德里格斯-巴顿,A。;Liu,X.,带质粒的类神经P系统,信息和计算,281,文章104766 pp.(2021)·兹比尔1518.68103
[9] 蔡,Y。;米·S。;严,J。;彭,H。;罗,X。;Yang,Q.,一种基于动态阈值神经P系统的彩色图像无监督分割方法,信息科学,587473-484(2022)
[10] 卡瓦利埃,M。;O.H.伊巴拉。;普昂,G。;Egecioglu,O。;Ionescu,M。;Woodworth,S.,异步峰值神经P系统,理论计算机科学,410,24,2352-2364(2009)·Zbl 1168.68014号
[11] 塞特基,R。;Orellana-Martín,D。;Zhang,G.,受空间填充曲线启发的组织P系统的划分规则,膜计算杂志,3,2,105-115(2021)·Zbl 1469.68027号
[12] Dong,J。;张,G。;罗,B。;Xiao,D.,解决离散优化问题的多学习率优化尖峰神经P系统,膜计算杂志,4,3,209-221(2022)·Zbl 1518.68106号
[13] 费尔南德斯,哥伦比亚特区。;弗雷斯科·R·M。;Cabarle,F.G.C。;德拉克鲁兹,R.T.A。;马卡巴巴亚奥,I.C.H。;Ballesteros,K.J.,Snapse:神经P系统峰值的可视化工具,过程,9,1,72(2021)
[14] 香港哈特林。;瓦格纳,H.G。;Ratliff,F.,鲎眼中的抑制,《普通生理学杂志》,39,651-673(1956)
[15] 赫希,J.A。;Gilbert,C.D.,猫视觉皮层水平连接的突触生理学,神经科学杂志,11,6,1800-1809(1991)
[16] 黄,Y。;Wang,T。;Wang,J。;彭浩,基于自突触模糊脉冲神经P系统的配电网可靠性评估,膜计算杂志,3,1,51-62(2021)·Zbl 1469.90062号
[17] O.H.伊巴拉。;Woodworth,S。;Yu,F。;Paun,A.,《关于峰值神经P系统和部分盲计数器》,自然计算,7,1,3-19(2008)·Zbl 1138.68033号
[18] Ionescu,M。;普昂,G。;Yokomori,T.,Spiking neural P systems,Fundamental Informaticae,71,279-308(2006)·Zbl 1110.68043号
[19] Ionescu,M。;普昂,G。;Yokomori,T.,Spiking neural P systems with a external use of rules,国际非传统计算杂志,3,2,135-154(2007)
[20] 江,S。;Wang,Y。;徐,J。;Xu,F.,具有同/反运规则和启动子的类细胞P系统的计算能力,《基础信息》,164,2-3,207-225(2019)·Zbl 1414.68029号
[21] 坎德尔,E.R。;施瓦茨,J.H。;Jessell,T.M。;Siegelbaum,S.A。;Hudspeth,A.J。;Mack,S.,《神经科学原理》(2021),McGraw-Hill Medical:McGraw-Hill Medical New York
[22] Korec,I.,《小型通用寄存器机》,《理论计算机科学》,168,2,267-301(1996)·兹比尔0874.68105
[23] Lepori,A。;Mauri,G。;Zandron,C.,《Spiking neural P systems:main ideas and results》,自然计算,21,629-649(2022)
[24] 刘,X。;Li,Z。;刘杰。;刘,L。;Zeng,X.,用无时间脉冲神经P系统实现算术运算,IEEE纳米生物科学汇刊,14,6,617-624(2015)
[25] 刘,Q。;龙,L。;彭,H。;Wang,J。;杨琼。;Song,X.,用于时间序列预测的门控峰值神经P系统,IEEE神经网络和学习系统汇刊,1-10(2021)
[26] 刘,Q。;龙,L。;杨琼。;彭,H。;Wang,J。;Luo,X.,LSTM-SNP:一种受尖峰神经P系统启发的长-短期记忆模型,基于知识的系统,235,第107656页,(2022)
[27] 刘,L。;Yi,W。;杨琼。;彭,H。;Wang,J.,带布尔条件的数值P系统,理论计算机科学,785140-149(2019)·Zbl 1423.68173号
[28] 龙,L。;刘,Q。;彭,H。;杨琼。;罗,X。;Wang,J.,基于非线性脉冲神经系统的时间序列预测方法,国际神经系统杂志,第2250020页,(2022)
[29] 吕,Z。;寇,J。;Yi,W。;彭,H。;宋,X。;Wang,J.,顺序耦合神经P系统,国际非常规计算杂志,15,3,157-191(2020)
[30] 马丁·维德,C。;普昂,G。;Pazos,J。;Rodríguez-Patón,A.,组织P系统,理论计算机科学,296295-326(2003)·Zbl 1045.68063号
[31] Minsky,M.L.,《计算:有限和无限机器》(1967),普伦蒂斯·霍尔:普伦蒂斯霍尔新泽西·Zbl 0195.02402号
[32] 潘·L。;Péun,G.,带反突击的Spiking neural P systems,《国际计算机通信与控制杂志》,4,3,273-282(2009)
[33] 潘·L。;Song,B.,P系统与规则生成和删除,基础信息学,171,1-4,313-329(2020)·Zbl 1435.68097号
[34] 潘·L。;曾,X。;张,X。;Jiang,Y.,带加权突触的尖峰神经P系统,《神经处理快报》,35,1,13-27(2012)
[35] Péun,G.,《膜计算》,《计算机与系统科学杂志》,61,1,108-143(2000)·Zbl 0956.68055号
[36] 普昂,G。;Pérez-Jiménez,M.J.,Spiking neural P systems。最新结果和研究主题,(Condon,A.;Harel,D.;Kok,J.N.;Salomaa,A.;Winfree,E.,算法生物过程(2009),斯普林格-柏林-海德堡:斯普林格–柏林-海德堡-柏林),273-291
[37] 普昂,G。;Pérez-Jiménez,M.J。;Salomaa,A.,《尖峰神经P系统:早期调查》,《国际计算机科学基础杂志》,18,03,435-455(2007)·Zbl 1117.68035号
[38] 普昂,G。;Rozenberg,G。;Salomaa,A.,《牛津膜计算手册》(2010),牛津大学出版社·Zbl 1237.68001号
[39] 彭,H。;Li,B。;Wang,J。;宋,X。;Wang,T。;Valencia-Cabrera,L.,具有抑制规则的Spiking神经P系统,基于知识的系统,188,第105064条pp.(2020)
[40] 彭,H。;吕,Z。;Li,B。;罗,X。;Wang,J。;Song,X.,非线性峰值神经P系统,《国际神经系统杂志》,30,10,第2050008页,(2020)
[41] 彭,H。;Wang,J.,耦合神经P系统,IEEE神经网络和学习系统汇刊,30,6,1672-1682(2019)
[42] 彭,H。;Wang,J。;Ming,J。;Shi,P。;Perez-Simenez,M.J。;Yu,W.,使用直觉模糊脉冲神经P系统进行电力系统故障诊断,IEEE智能电网汇刊,9,5,4777-4784(2018)
[43] 彭,H。;Wang,J。;佩雷斯·希门尼斯,M.J。;Riscos-Nüñez,A.,动态阈值神经P系统,基于知识的系统,163875-884(2019)
[44] 彭,H。;Wang,J。;Perez-Simenez,M.J。;Wang,H。;邵,J。;Wang,T.,用于故障诊断的模糊推理尖峰神经P系统,信息科学,235106-116(2013)·兹比尔1284.68265
[45] Perez-Hurtado,I。;Orellana-Martin,D。;Martinez-del Amor,医学硕士。;Valencia-Cabrera,L.,机器人、计算机和电气工程中社交导航的膜计算框架,95,11,第107408条,pp.(2021)
[46] 拉特利夫,F。;Knight,B.W。;丰田章男。;Hartline,H.K.,通过侧向抑制增强闪烁,《科学》,158,3799,392-393(1967)
[47] Reuse,B.,《教会的论文》(Reus,B.,计算的极限:从编程的角度来看(2016),Springer Publishing Company,Incorporated:Springer出版公司,Incorborated Springer Cham),123-148·Zbl 1376.68003号
[48] 宋,T。;龚,F。;刘,X。;Zhao,Y。;Zhang,X.,白洞神经元尖峰神经P系统,IEEE纳米生物科学汇刊,15,7,666-673(2016)
[49] Song,B。;黄,S。;Zeng,X.,《具有同向性规则的单向组织P系统的计算能力,信息与计算》,281,第104751页,(2021)·Zbl 1518.68122号
[50] Song,B。;Kong,Y.,使用带有无时间活性膜的P系统解决PSPACE完整问题,工程数学问题,2019,1-8(2019)·Zbl 1435.68098号
[51] 宋,T。;罗,L。;He,J。;陈,Z。;Zhang,K.,用无时间峰值神经P系统解决子集和问题,应用数学与信息科学,8,1,327-332(2014)
[52] 宋,T。;Pan,L.,Spiking neural P systems with request rules,神经计算,193193-200(2016)
[53] Song,B。;Pan,L.,组织P系统的规则同步,信息与计算,281,第104685页,(2021)·Zbl 1518.68123号
[54] 宋,T。;潘·L。;Wu,T。;郑,P。;Wong,M.L.D。;Rodriguez-Paton,A.,Spiking neural P systems with learning functions,IEEE Transactions on Nanobioscience,18,2,176-190(2019)
[55] 宋,T。;庞,S。;郝S。;罗德里格斯-巴顿,A。;Zheng,P.,使用带权重的峰值神经P系统的并行图像骨架化方法,《神经处理快报》,50,2,1485-1502(2019)
[56] 宋,T。;Rodriguez-Paion,A。;郑,P。;Zeng,X.,带彩色尖峰的尖峰神经P系统,IEEE认知与发展系统汇刊,10,4,1106-1115(2018)
[57] 宋,X。;瓦伦西亚-卡布雷拉。;彭,H。;Wang,J.,带自闭症的Spiking神经P系统,信息科学,570,383-402(2021)
[58] 宋,X。;瓦伦西亚-卡布雷拉。;彭,H。;Wang,J。;Pérez-Jiménez,M.J.,突触延迟的Spiking neural P systems,《国际神经系统杂志》,31,1,文章2050042 pp.(2021)
[59] Song,B。;曾,X。;江,M。;Perez-Jimenez,M.J.,带启动子的单向组织P系统,IEEE控制论汇刊,51,1,438-450(2021)
[60] Song,B。;曾,X。;Rodríguez-Patón,A.,《具有通道状态的单向组织P系统》,《信息科学》,546206-219(2021)·兹比尔1475.68124
[61] 宋,T。;曾,X。;张,P。;江,M。;Rodríguez Patón,A.,《使用具有有色尖峰的尖峰神经P系统的并行工作流模式建模》,IEEE纳米生物科学汇刊,17,474-484(2018)
[62] 瓦伦西亚-卡布雷拉。;Wu,T。;张,Z。;潘·L。;Perez-Jimenez,M.J.,《细胞样峰值神经P系统的模拟软件工具》,《罗马尼亚信息科学与技术杂志》,20,1,71-84(2016)
[63] Wang,J。;Hoogeboom,H.J。;潘·L。;普昂,G。;Pérez-Jiménez,M.J.,带权重的Spiking神经P系统,神经计算,22,10,2615-2646(2010)·Zbl 1208.68120号
[64] Wu,T。;Jiang,S.,具有平坦最大并行使用规则的Spiking神经P系统,膜计算杂志,3,3,221-231(2021)·Zbl 1490.68104号
[65] Wu,T。;潘·L。;于清。;Tan,K.C.,数字峰值神经P系统,IEEE神经网络和学习系统汇刊,32,6,2443-2457(2021)
[66] Wu,T。;Paun,A。;张,Z。;Pan,L.,带极化的峰值神经P系统,IEEE神经网络和学习系统汇刊,29,8,3349-3360(2018)
[67] Wu,T。;张,L。;Pan,L.,带目标指示的Spiking神经P系统,理论计算机科学,862,250-261(2021)·Zbl 1497.68206号
[68] 徐,J。;黄,Y。;刘毅,利用膜计算实现煤矿无人直升机姿态优化控制,工程数学问题,2020,1-11(2020)
[69] 薛,J。;王,Z。;D.孔。;Wang,Y。;刘,X。;Fan,W.,用于分割中央浆液性脉络膜视网膜病变的深集合神经样P系统,信息融合,65,84-94(2021)
[70] 杨,J。;彭,H。;罗,X。;Wang,J.,随机数值P系统及其在数据聚类问题中的应用,IEEE Access,831507-31518(2020)
[71] Ye,L。;郑洁。;郭,P。;Pérez-Jiménez,M.J.,使用带细胞分裂的组织P系统解决0-1背包问题,IEEE Access,766055-66067(2019)
[72] 曾,X。;宋,T。;张,X。;Pan,L.,用脉冲神经P系统执行四种基本算术运算,IEEE纳米生物科学汇刊,11,4,366-374(2012)
[73] 曾,X。;徐,L。;刘,X。;Pan,L.,《关于用权值标记神经P系统生成的语言》,《信息科学》,278423-433(2014)·Zbl 1354.68083号
[74] 曾,X。;张,X。;张杰。;Liu,J.,用电路模拟峰值神经P系统,计算与理论纳米科学杂志,12,9,2023-2026(2015)
[75] 张,T。;陈,X。;杜,Y。;李,X.,基于脉冲神经P系统的微博网络信息传播模型,AI Open,2135-142(2021)
[76] 张,X。;姜瑜。;Pan,L.,《穷尽使用规则的小型通用脉冲神经P系统》,《计算与理论纳米科学杂志》,7,5,890-899(2010)
[77] 张,X。;罗,B。;方,X。;Pan,L.,详尽使用规则的顺序脉冲神经P系统,生物系统,108,1-3,52-62(2012)
[78] 张,X。;潘·L。;Pöun,A.,关于轴突P系统的普遍性,IEEE神经网络和学习系统汇刊,26,11,2816-2829(2015)
[79] 张,G。;荣,H。;Paul,P。;何毅。;Neri,F。;Perez-Jimenez,M.J.,《由脉冲神经P系统构建的完整算术计算器及其在信息融合中的应用》,《国际神经系统杂志》,31,1,第2050055页,(2021)
[80] 张,X。;王,B。;Pan,L.,具有规则广义使用的Spiking神经P系统,神经计算,26,12925-2943(2014)·兹比尔1415.68105
[81] 张,X。;曾,X。;Pan,L.,《异步脉冲神经P系统生成的语言》,《理论计算机科学》,410,26,2478-2488(2009)·Zbl 1172.68020号
[82] 张,G。;张,X。;荣,H。;Paul,P。;朱,M。;Neri,F.,《用于分类问题的分层峰值神经系统》,《国际神经系统杂志》,第2250023页,(2022)
[83] Zhao,Y。;刘,X。;Li,X.,基于含启动子和抑制剂的类细胞P系统的改进DBSCAN算法,Plos One,13,12,Article e0200751 pp.(2018)
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。