This paper presents a novel approach to advancing artificial intelligence (AI) through the development of the Complex Recurrent Spectral Network ($\mathbb{C}$-RSN), an innovative variant of the Recurrent Spectral Network (RSN) model. The $\mathbb{C}$-RSN is designed to address a critical limitation in existing neural network models: their inability to emulate the complex processes of biological neural networks dynamically and accurately. By integrating key concepts from dynamical systems theory and leveraging principles from statistical mechanics, the $\mathbb{C}$-RSN model introduces localized non-linearity, complex fixed eigenvalues, and a distinct separation of memory and input processing functionalities. These features collectively enable the $\mathbb{C}$-RSN evolving towards a dynamic, oscillating final state that more closely mirrors biological cognition. Central to this work is the exploration of how the $\mathbb{C}$-RSN manages to capture the rhythmic, oscillatory dynamics intrinsic to biological systems, thanks to its complex eigenvalue structure and the innovative segregation of its linear and non-linear components. The model's ability to classify data through a time-dependent function, and the localization of information processing, is demonstrated with an empirical evaluation using the MNIST dataset. Remarkably, distinct items supplied as a sequential input yield patterns in time which bear the indirect imprint of the insertion order (and of the time of separation between contiguous insertions).


翻译:本文提出了一种推动人工智能(AI)发展的新方法,即开发复杂循环谱网络($\mathbb{C}$-RSN),这是循环谱网络(RSN)模型的一种创新变体。$\mathbb{C}$-RSN旨在解决现有神经网络模型的一个关键局限性:它们无法动态且精确地模拟生物神经网络的复杂过程。通过整合动力系统理论的核心概念并利用统计力学的原理,$\mathbb{C}$-RSN模型引入了局部非线性、复杂固定特征值,以及记忆与输入处理功能的明确分离。这些特征共同使$\mathbb{C}$-RSN能够演化至一种动态振荡的最终状态,更紧密地模拟生物认知。本工作的核心在于探讨$\mathbb{C}$-RSN如何凭借其复杂特征值结构以及线性和非线性组分的创新分离,捕捉生物系统固有的节律性振荡动力学。该模型通过时间依赖函数进行数据分类的能力以及信息处理的局部化,通过使用MNIST数据集进行的实证评估得到了验证。值得注意的是,作为序列输入提供的不相同项目会在时间上产生模式,这些模式间接保留了插入顺序(以及连续插入之间的时间间隔)的痕迹。

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月1日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月30日
Arxiv
12+阅读 · 2023年5月22日
Arxiv
15+阅读 · 2022年5月14日
Arxiv
21+阅读 · 2021年2月13日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
Arxiv
21+阅读 · 2019年8月21日
Relational Deep Reinforcement Learning
Arxiv
10+阅读 · 2018年6月28日
Arxiv
11+阅读 · 2018年3月23日
Arxiv
22+阅读 · 2018年2月14日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
10+阅读 · 6月15日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月1日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月30日
Arxiv
12+阅读 · 2023年5月22日
Arxiv
15+阅读 · 2022年5月14日
Arxiv
21+阅读 · 2021年2月13日
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月10日
Arxiv
21+阅读 · 2019年8月21日
Relational Deep Reinforcement Learning
Arxiv
10+阅读 · 2018年6月28日
Arxiv
11+阅读 · 2018年3月23日
Arxiv
22+阅读 · 2018年2月14日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员