[发明专利]用于神经网络的基于标记的装置和方法

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2013/032546，国际申请日为2013年3月15日，进入中国国家阶段的申请号为201380025107.5，名称为“用于神经网络的基于标记的装置和方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请是于2011年9月21日提交的题为“ELEMENTARY NETWORK DESCRIPTION FOR NEUROMORPHIC SYSTEMS(用于神经元形态系统的元素式网络描述)”的美国专利申请No.13/239,123的部分接续案，该申请通过援引明确纳入于此。

本申请涉及于2012年1月27日提交的共同拥有的题为“TAG-BASED APPARATUS AND METHODS FOR NEURAL NETWORKS(用于神经网络的基于标记的装置和方法)”的美国专利申请S/N.13/XXX.XXX、于2011年9月21日提交的共同拥有的题为“ELEMENTARY NETWORK DESCRIPTION FOR EFFICIENT IMPLEMENTATION OF EVENT-TRIGGERED PLASTICITY RULES IN NEUROMORPHIC SYSTEMS(用于在神经元形态系统中高效实现事件触发式可塑性规则的元素式网络描述)”的美国专利申请S/N.13/239,163、于2011年9月21日提交的共同拥有的题为“ELEMENTARY NETWORK DESCRIPTION FOR EFFICIENT MEMORY MANAGEMENT IN NEUROMORPHIC SYSTEMS(用于神经元形态系统中的高效存储器管理的元素式网络描述)”的美国专利申请S/N.13/239,155、以及于2011年9月21日提交的共同拥有的题为“ELEMENTARY NETWORK DESCRIPTION FOR EFFICIENT LINK BETWEEN NEURONAL MODELS NEUROMORPHIC SYSTEMS(用于神经元形态系统中的神经元模型之间的高效链路的元素式网络描述)”的美国专利申请S/N.13/239,148，上述每一件申请的全部内容通过援引纳入于此。

版权

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CD-ROM上的计算机程序列表附录

本专利的文件包括具有呈ASCII文件格式的四十六(46)个只读存储器文件的压缩盘(CD-ROM)的复制拷贝。文件详情在下表1中给出。这些ASCII文件包含表示用于本公开的计算机程序列表的示例性实现的代码行。该CD-ROM和其上所包含并在表1中列出的每一文件的全部内容通过援引纳入于此。

表1

技术领域

本创新涉及人工神经网络的高效设计和实现。

背景技术

绝大多数现有的神经元模型和系统包括具有简单单元(称为神经元(neuron))的网络，这些简单单元经由称为突触的连接彼此交互。此类神经元系统中的信息处理可并行地执行。

有许多专门软件工具可以帮助神经科学家模拟神经系统的模型。这些工具的示例可包括可能设计成主要供神经科学家使用的高级实现，诸如NEURON、GENESIS、NEST、BRIAN、和/或其它高级实现中的一者或多者。此类工具可能通常要求大量专门知识，可能是麻烦的，并且可能要求定制才能在使用特定软件和硬件引擎来执行的模拟期间达成高效性能(尤其是在要求实时性能时，如在自主机器人应用中)。

类似地，低级实现(诸如汇编语言、低级虚拟机(LLVM)语言、Java字节码、因芯片而异的指令集、和/或其它低级实现中的一者或多者)可被设计用于x86、ARM^TM、和/或其它硅芯片上的高效硬件实现。然而，此类实现可能不适合用于神经元系统的并行模拟，这主要是因为硅芯片不是为用于此类并行神经元模拟而设计的。

总体上，现有的办法具有实质性缺点，因为它们不能提供设计神经网络中的足够灵活性，要求专业知识、和/或因平台而异的定制才能利用专门硬件。

相应地，存在对用于以人类可阅读且机器可解读的简单且无歧义的方式来定义网络架构的通用高级网络描述的显著需求。

发明内容