模拟对真实性增强学习(RL)面临着核对模拟和现实世界中的差异的关键挑战,这可能会严重降级剂。一种有希望的方法涉及学习校正以代表残留误差函数的模拟器正向动力学,但是对于高维状态(例如图像),此操作是不切实际的。为了克服这一点,我们提出了Redraw,这是一种潜在的自回归世界模型,在模拟中鉴定在模拟中,并通过剩余的潜在动力学而不是明确观察到的状态对目标环境进行了验证。使用此改编的世界模型,Redraw使RL代理可以通过校正动力学下的想象的推出来优化RL代理,然后在现实世界中部署。在多个基于视觉的Mujoco域和一个物理机器人视线跟踪任务中,重新绘制有效地对动态变化,并避免在传统转移方法失败的低数据方案中过度拟合。
在脑类器官中[58]。 (f)TPP制造光子晶体微纳米传感单元[59]。 (g)成像在脑类器官中[58]。(f)TPP制造光子晶体微纳米传感单元[59]。(g)成像
类脑计算是借鉴脑科学基本原理,打破 “ 冯诺依曼 ” 架构束缚的新型计算技术。本研究组将从理论和器件两个方向对类脑计算展开协同 研究。 理论方面:研究类脑计算架构、模型和算法,探索基于类脑计算的类脑智能的基础理论;借鉴神经元模型、神经环路传导、神经编码 及认知、学习、记忆、决策等神经机制,逐步建立和完善类脑处理信息处理的数学 / 计算原理和模型;构建类脑计算和智能的统一理论 框架。为类脑计算器件及系统的发展提供理论基础。 器件方面:基于新材料和新技术,研究新型高性能类脑神经器件,解决一致性差、可靠性差、规模化难等痛点;研究基于类脑神经器 件的网络架构,构建大规模阵列,开展外围电路的研发与设计;研究基于新型类脑器件的感知和计算架构,发展感存、存算、感存算 一体系统。
摘要 :传统脑机系统复杂、昂贵,情绪分类算法缺乏对脑电信号不同通道间内在关系的表征,准确率还有提升空间。为降低脑电研究门槛,充分利用多通道脑电信号中蕴含的丰富信息,提出并实现一个简便易用的脑机系统,用于快乐、忧伤、悲痛、平静四种情绪的分类。该系统采用卷积注意机制与完全预激活残差块的融合,即基于注意卷积的预激活残差网络(ACPA-ResNet)。在硬件采集和预处理阶段,我们采用ADS1299集成芯片作为模拟前端,利用ESP32单片机对脑电信号进行初步处理。数据通过UDP协议无线传输到PC机进行进一步的预处理。在情绪分析阶段,ACPA-ResNet能够自动从脑电信号中提取和学习特征,通过学习时频域特征实现对情绪状态的准确分类。ACPA-ResNet在残差网络的基础上引入注意力机制,自适应地为每个通道分配不同的权重,使其在空间和通道维度上关注更有意义的脑电信号,同时避免了深度网络架构带来的梯度弥散和爆炸问题。经过对16名受试者的测试,系统实现了稳定的脑电信号采集和传输。新网络显著提高了情绪识别的准确率,平均情绪分类准确率达到95.1%。
摘要 —nnUNet 是一个完全自动化且可通用的框架,它可以自动配置应用于分割任务的完整训练管道,同时考虑数据集属性和硬件约束。它利用了一种基本的 UNet 类型架构,该架构在拓扑方面是自配置的。在这项工作中,我们建议通过集成更高级的 UNet 变体(例如残差、密集和初始块)的机制来扩展 nnUNet,从而产生三种新的 nnUNet 变体,即残差-nnUNet、密集-nnUNet 和初始-nnUNet。我们已经在由 20 个目标解剖结构组成的八个数据集上评估了分割性能。我们的结果表明,改变网络架构可能会提高性能,但提高的程度和最佳选择的 nnUNet 变体取决于数据集。索引词 —nnUnet、生物医学图像分割、残差网络、密集网络、初始网络。
阿尔茨海默病 (AD) 是一种脑部疾病,会显著降低患者的记忆和正常行为能力。通过应用多种方法来区分 AD 的不同阶段,神经影像数据已用于提取与 AD 各个阶段相关的不同模式。然而,由于老年人和不同阶段的大脑模式相似,研究人员很难对其进行分类。在本文中,通过添加额外的卷积层对 50 层残差神经网络 (ResNet) 进行了修改,以使提取的特征更加多样化。此外,激活函数 (ReLU) 被替换为 (Leaky ReLU),因为 ReLU 会取其输入的负部分,将其降为零,并保留正部分。这些负输入可能包含有用的特征信息,有助于开发高级判别特征。因此,使用 Leaky ReLU 代替 ReLU 以防止任何潜在的输入信息丢失。为了从头开始训练网络而不遇到过度拟合的问题,我们在完全连接层之前添加了一个 dropout 层。所提出的方法成功地对 AD 的四个阶段进行了分类,准确率为 97.49%,精确度、召回率和 f1 分数为 98%。
利用最佳质量传输 (OMT) 技术将不规则的 3D 脑图像转换为立方体(U-net 算法所需的输入格式),这是医学成像研究的全新思路。我们开发了一个立方体体积测量保留 OMT (V-OMT) 模型来实现这种转换。脑图像中流体衰减反转恢复 (FLAIR) 的对比度增强直方图均衡灰度创建了相应的密度函数。然后,我们提出了一种有效的两相残差 U-net 算法与 V-OMT 算法相结合进行训练和验证。首先,我们使用残差 U-net 和 V-OMT 算法精确预测整个肿瘤 (WT) 区域。其次,我们使用扩张来扩展这个预测的 WT 区域,并通过将与脑图像中 WT 区域相关的阶梯状函数与 5×5×5 模糊张量卷积来创建平滑函数。然后,构建一种具有网格细化的新 V-OMT 算法,使残差 U-net 算法能够有效地训练 Net1-Net3 模型。最后,我们提出集成投票后处理来验证脑图像的最终标签。我们从包含 1251 个样本的脑肿瘤分割 (BraTS) 2021 训练数据集中随机选择了 1000 个和 251 个脑样本,分别用于训练和验证。Net1-Net3 计算的 WT、肿瘤核心 (TC) 和增强肿瘤 (ET) 区域的验证 Dice 分数分别为 0.93705、0.90617 和 0.87470。脑肿瘤检测和分割的准确性显著提高。
DOI: 10.7498/aps.71.140101 类脑计算技术作为一种脑启发的新型计算技术 , 具有存算一体、事件驱动、模拟并行等特征 , 为 智能化时代开发高效的计算硬件提供了技术参考 , 有望解决当前人工智能硬件在能耗和算力方面的 “ 不可持续发展 ” 问题 . 硬件模拟神经元和突触功能是发展类脑计算技术的核心 , 而支持这一切实现 的基础是器件以及器件中的物理电子学 . 根据类脑单元实现的物理基础 , 当前类脑芯片主要可以分 为数字 CMOS 型、数模混合 CMOS 型以及新原理器件型三大类 . IBM 的 TrueNorth 、 Intel 的 Loihi 、清华大学的 Tianjic 以及浙江大学的 Darwin 等都是数字 CMOS 型类脑芯片的典型代表 , 旨 在以逻辑门电路仿真实现生物单元的行为 . 数模混合型的基本思想是利用亚阈值模拟电路模拟生物 神经单元的特性 , 最早由 Carver Mead 提出 , 其成功案例有苏黎世的 ROLLs 、斯坦福的 Neurogrid 等 . 以上两种类型的类脑芯片虽然实现方式上有所不同 , 但共同之处在于都是利用了硅基晶体管的 物理特性 . 此外 , 以忆阻器为代表的新原理器件为构建非硅基类脑芯片提供了新的物理基础 . 它们 在工作过程中引入了离子动力学特性 , 从结构和工作机制上与生物单元都具有很高的相似性 , 近年 来受到国内外产业界和学术界的广泛关注 . 鉴于硅基工艺比较成熟 , 当前硅基物理特性是类脑芯片 实现的主要基础 . 忆阻器等新原理器件的类脑计算技术尚处于前沿探索和开拓阶段 , 还需要更成熟 的制备技术、更完善的系统框架和电路设计以及更高效的算法等 .
2019年,佛蒙特州对全州浅层土壤中的PFA进行了研究。•在每个样品中都检测到PFA。•PFO是检测到的主要化合物。•本研究中采用了本策略中建立的筛选标准•(使用UTL,因此95%的PFA土壤水平低于极限)
因此,跨个体、跨场景的脑电分析方法逐渐成为研究热点。越来越多的研究人员将广泛应用脑 电信号分析的特征于跨个体、跨场景的脑电信号分析研究中。 Touryan 等人采用经典的独立成分分 析的特征分析方法描述特征空间,计算功率谱密度( Power Spectral Density , PSD ),并采用顺序 前向浮动选择方法识别频谱特征中的独立成分集,结果表明该方法可以识别出跨场景脑电信号中的 共同成分 [88] 。 Kakkos 等人采用了特征融合的方法,将 PSD 与功能连接特征相结合,提高了跨场景 分类的性能,并证明了脑特征融合在跨场景中的应用更为有效 [89] 。 Xing 等人将模糊熵特征用于跨 场景脑电信号分析,发现模糊熵特征相对于其他特征更能适合跨场景 [90] 。卷积神经网络 ( Convolutional Neural Networks , CNN )和递归神经网络( Recurrent Neural Networks , RNN )等基 于深度学习的新型跨任务模型在跨场景脑电分析中展现了巨大潜力。这些模型能够自动提取特征和 学习复杂的脑电特征,从而有效地缩小不同任务和场景之间的差距,提高模型的泛化能力 [91][92][93] 。 近年来,一些跨学科的方法被创新性地应用于跨场景研究, Zhao 等人提出了一种跨学科的对齐多 源域自适应方法,用于跨个体的 EEG 疲劳状态评估,显著提高了模型的泛化能力 [94] , Zhou 等人在 此基础上进行改进,提出了一种跨任务域自适应方法,有效提升了跨场景认知诊断的性能 [95] 。