Zur Konstruktion künstlicher Gehirne

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Zur Konstruktion künstlicher Gehirne"

Ella Viktoria Voss
vor 7 Jahren
Abrufe

1 Ulrich Ramacher Christoph von der Malsburg (Hrsg.) Zur Konstruktion künstlicher Gehirne 4y Springer

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort Hauptergebnisse Vorgeschichte Danksagung 8 Problematik der Modellierung künstlicher Gehirne McCullogh-Pitts Modell Lernende Netze Pulsende Neuronen Architektur des Sehens Die Schritte des Konstruktionsprozeß Zusammenfassung 18 Informationsverarbeitung in Netzen mit konstanten Synapsen Allgemeine Signalgleichungen für Pulsneuron und Synapse Zerlegungen und ihre zeitliche Entwicklung Experimente mit konstanten Synapsen Entropie als informationsübertragende Funktion Betriebsbereich eines Netzes Pulsraten Auflösung und Netzgröße Anwendungsmöglichkeiten Zur Simulationsproblematik Zusammenfassung 46 Allgemeine Theorie der Netze mit dynamischen Synapsen Herleitung der Signalenergie Zeitmittel und Raummittel Maximierung des Nicht-Wissens Zustandsgieichungen 60

3 VI Inhaltsverzeichnis 3.5 Zusammenfassung 01 4 Makrodynamik der Netze mit konstanten Synapsen Bekannte Synapsen Bekannte Verteilung von Synapsen Prüfung der Übereinstimmung von Theorie und Experiment Korrelationsfreiheit Bestimmung der Signalenergie und Entropie durch die Pulsrate Zusammenfassung 88 5 Informationsverarbeitung mit dynamischen Synapsen Lösungstypen der Synapsengleichungen Synchronisation der Neuronen Segmentation per Synchronisation Berechnung von Pulsdifferenzen und -summen Einfache Anwendungen Zeitkodierung und Korrelation Entropie und Zustandsraum Vorüberlegungen zur Statistik der Synchronisation Zusammenfassung Netze für die Merkmalsdetektion Visuelles System im Überblick Simple Cells Erzeugung von Detektorprofilen vom Gabor-Wavelet-Typ Experimentelle Überprüfung Zusammenfassung Netze für die Merkmalserkennung Prinzipien der Objekterkennung Netzarchitektur für die robuste Merkmalserkeimung Merkmalserkenner Trennschärfe Orthogonalität bei Rotation Invarianz gegenüber Helligkeit der Beleuchtung Invarianz gegenüber Veränderungen der Form und Mimik Komposition mehrerer Merkmale zu einer Objektkomponente Zusammenfassung Netze für die robuste Kopfdetektion Ergebnisse der Kopfdetektion Potential und Grenzen der bisher entwickelten Seharchitektur Zusammenfassung 165

4 Inhaltsverzeichnis 9 Ausblick Das Datenformat des Gehirns Selbstorganisation Lernen Invariante Objekterkennung Strukturierte Gedächtnisdomäne Zusammenfassung Vorüberlegungen zur mikroelektronischen Realisierung Äquivalente Darstellungen Mikroelektronische Darstellungen Grundlegende Modelle biologischer und technischer Neuronen Elementare Schaltungen für Neuronen, Synapsen und Photosensoren Neuron Adaptive Synapsen Bildsensoren DA-Wandler und analoger Bildspeicher für die Bildeingabe Zusammenfassung Simulation mikroelektronischer neuronaler Schaltungen und Systeme Modellierung von Neuron und Synapse Ergebnisse der Modellierung Simulationsmethoden Zusammenfassung Architektur und Chip-Entwurf des Merkmalserkenners Architektur Schnittstellen für Test und Anzeige Layoutimplementierung Demonstrator und Meßergebnisse Zusammenfassung Architektur und Chip-Entwurf für Merkmalsdetektoren Digitale Darstellung der Merkmalsdetektion VLSI-Design eines neuronalen Prozessor- und Router- Schaltkreises Demonstration der Merkmalsdetektion Zusammenfassung 283 VII

5 VIII Inhaltsverzeichnis 15 3D-Stapeltechnik für den Sehwürfel Prinzip der 3D Stapelung Prozeßschritte Verbindungstechnik Elektrische Eigenschaften von 3D-Verbindungen Zusammenfassung Architektur eines Sehwürfels der ersten Generation Dimensionen der Merkmalskaskade und Auflösungspyramide Sparsame Implementierung des Merkmalsdetektors Photosensor-Chip Chip für die restliche Auflösungspyramide Größe des NPU-Arrays und Speicherbedarf Merkmalsdetektor-Chip für 8 Orientierungen Merkmalserkenner Zusammenfassung Ausklang Anhang Simulator für Kapitel 3 und Axon-Modell von Hodgkin und Huxley Transistor-Grundschaltungen Optische Generation 376 Literaturverzeichnis 379 Index 387

Ähnliche Dokumente

I. II. I. II. III. IV. I. II. III. I. II. III. IV. I. II. III. IV. V. I. II. III. IV. V. VI. I. II. I. II. III. I. II. I. II. I. II. I. II. III. I. II. III. IV. V. VI. VII. VIII.