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关键词： 电路板   红外图像   图像分割   脉冲耦合   神经网络  

摘要： 电路板红外图像发热芯片区域准确分割是电路板故障诊断的关键步骤,但灰度不均匀、目标区域多、辐射噪声大使电路板红外图像的准确分割变得较为困难。针对这一问题,本文提出一种改进的脉冲耦合神经网络(Pulse Coupled Neural Network,PCNN)红外图像分割模型。首先,调整传统PCNN的模型结构,将图像梯度信息作为输入信号增加到模型输入域;其次,基于最大似然估计原理,推导出链接系数β的动态调整方法;最后,在脉冲发生域引入边缘约束算法,防止邻域神经元误捕获,增强目标区域的可分割性。实验结果表明,改进模型能够有效降低背景及辐射噪声影响,准确分割出不同类型电路板红外图像目标芯片区域,在视觉效果、区域一致性和对比度方面均优于已知的Ostu、K-means和传统PCNN模型,分割性能得到明显增强。

关键词： 脉冲神经网络   并行计算   神经元编码   路由表   周期动态同步  

摘要： 脉冲神经网络属于第三代人工神经网络,它是更具有生物可解释性的神经网络模型。随着人们对脉冲神经网络不断深入地研究,不仅神经元空间结构更为复杂,而且神经网络结构规模也随之增大。以串行计算的方式,难以在个人计算机上实现脉冲神经网络的模拟仿真。为此,设计了一个多核并行的脉冲神经网络模拟器,对神经元进行编码与映射,自定义路由表解决了多核间的网络通信,以时间驱动为策略,实现核与核间的动态同步,在模拟器上进行脉冲神经网络的并行计算。以Izhikevich脉冲神经元为模型,在模拟环境下进行仿真实验,结果表明多核并行计算相比传统的串行计算在效率方面约有两倍的提升,可为类似的脉冲神经网络的模拟并行化设计提供参考。

关键词： behaviour   Cichlidae   ecomorphology   neuroanatomy  

摘要： The encephalon gross morphology ofGeophagus sveniis described, compared between male and female specimens and discussed in relation to evolutionary, ecological and behavioural aspects. The Student'st-test revealed that there are no sexual dimorphism regarding the volume or linear measurements obtained from the main encephalon subdivisions (telencephalon,tectum mesencephali,cerebellum, gustative lobes,hypothalamusandhypophysis) in proportion to encephalon length, which is congruent with the absence of external dimorphic characters and presence of biparental care behaviour. In all specimens examined, thetectum mesencephaliis the largest structure of the encephalon, which may be explained by feeding habit and by the importance of the vision center in a social context (i.e., brood guarding and territory defence, which are common behaviours in cichlids). Also, thelobus vagiis more developed than usual for other teleosts, which may be explained by the presence, inG. svenias well as in other Geophagini species, of a differentiated pharyngeal apparatus, probably an adaptation to winnowing, a specialized feeding habit. The little intraspecific variation in neuroanatomical characters observed herein indicates a possible source of morphological characters to be explored in cichlid phylogeny.

关键词： 神经科学   脑科学   类脑智能   交叉融合  

摘要： 神经科学研究有助于深入理解大脑,加速推动神经系统疾病治疗手段和策略的开发以及相关产业的发展。同时,神经科学与计算科学、信息科学、人工智能等领域的交叉融合还将推动类脑智能的发展。该文基于中国神经科学学会"神经科学方向预测及技术路线图研究"项目对神经科学和类脑智能国内外发展态势的系统总结,进一步分析了各国脑计划实施过程中的调整和变化;总结了近几年脑图谱绘制、脑区神经环路解析、脑疾病机理研究等方面的重要成果,以及相关技术进展;梳理了国内外神经技术企业的重点研发方向和投融资情况,并展望了该领域的发展趋势及其潜在影响。

关键词： 感知速度   感知角度   速度细胞   网格细胞   网格野计算模型  

摘要： 直接使用速度信息和角度信息驱动网格细胞吸引子对环境编码的方法,抗干扰能力较差且不具有仿生性。针对这一问题,本文提出一种基于感知速度与感知角度的网格野计算模型。其特点在于,通过对视觉流进行解码处理获得视觉速度,对速度细胞建模并解码获得本体速度,对视觉速度和本体速度进行融合求得感知速度信息;利用加入兴奋性连接的一维环状模型模拟头朝向细胞的放电机制,使机器人以仿生的方式获取当前的感知角度信息。最后,融合速度和角度两种感知信息实现对网格细胞吸引子模型的驱动。对所提模型进行实验验证,结果表明该模型可以实现网格细胞周期性六边形放电野模式以及精确的路径积分功能。研究成果为仿海马认知机制的机器人认知地图构建方法研究奠定了基础。

关键词： 类脑计算   计算机科学与技术   系统层次结构   计算机系统   完备性   体系结构   精密仪器   去耦合  

摘要： 我科学家在类脑计算体系结构领域再获突破性进展。清华大学计算机科学与技术系张悠慧团队、精密仪器系施路平团队与合作者首次提出"类脑计算完备性"以及软硬件去耦合的类脑计算系统层次结构,填补了类脑研究完备性理论与相应系统层次结构方面的空白,有利于自主掌握新型计算机系统核心技术。该成果于2020年10月14日以《一种类脑计算系统层次结构》为题发表在《自然》杂志上。

关键词： 比例时滞   脉冲效应   渐近稳定性   多项式稳定性   递归神经网络   Lyapunov泛函  

摘要： 通过设计2个Lyapunov泛函和应用不等式技巧讨论了一类具多比例时滞的脉冲递归神经网络的稳定性,得到了保证该系统全局渐近稳定性和全局多项式稳定性的新的判定准则,并得到,就收敛速度而言,系统的渐近稳定性弱于多项式稳定性和指数稳定性.最后,通过数值算例及其仿真验证了结论的正确性和有效性.

关键词： 类脑SLAM   环境感知   位姿建模   经验地图   导航与定位  

摘要： 随着动物大脑中导航细胞的发现以及人工智能的快速发展,受动物启发的类脑SLAM自主导航方法为突破现有导航方式的瓶颈提供了新的思路。针对无人飞行器类脑SLAM自主导航技术的研究进展进行了综述,包括:1)论述了无人飞行器SLAM技术的研究现状;2)在二维SLAM导航技术的基础上介绍了三维空间及单一环境下的类脑SLAM自主导航方案;3)分析了二维及三维类脑SLAM自主导航方案的关键技术;4)对现有三维导航方案进行分析验证并指出目前类脑SLAM在无人飞行器上应用时亟需解决的问题。类脑SLAM技术不依赖于高精度传感器、对环境适应性强、自主智能性高,更加适用于无人飞行器复杂动态的飞行环境。

关键词： 双脉冲导弹   协同控制   多阶段轨迹优化   分布式并行算法   高斯伪谱法   神经网络  

摘要： 为求解双脉冲导弹多阶段协同轨迹规划问题,并考虑将分离的发动机壳体投送至安全区域,提出一种基于高斯伪谱法和人工神经网络的分布式并行算法。针对双脉冲导弹两级脉冲的工作特点,将全弹道划分为发射段、爬升段、续航段和制导攻击段4个阶段;为预测分离发动机壳体的落点位置,建立射程预测函数,并利用人工神经网络对该函数进行离线拟合,以提高预测速度;在分布式并行算法中各导弹并行独立求解最优轨迹,并引入飞行时间下界约束保证导弹飞行时间一致性。通过两个仿真算例,将该分布式并行算法与集中式算法进行了比较,仿真结果表明,所提的分布式并行算法对于求解双脉冲导弹多阶段协同轨迹规划问题可得到更优的性能指标,以及更高的求解效率。