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申请/专利权人：深圳忆海原识科技有限公司

摘要：本发明公开了一种具有记忆与信息抽象功能的类脑神经网络，该类脑神经网络借鉴了生物脑的海马区及周边多个脑区的工作原理，包括能够形成情景记忆的记忆模块，使智能体能够高效识别对象，进行空间导航、推理和自主决策，能快速记住各个对象的特征并进行抽象和元学习，泛化能力强，能够终身学习，采用突触可塑性过程调整权重，避免了偏微分运算，计算开销比传统深度学习更低，为神经拟态芯片的设计与应用提供了基础。

主权项：1.一种具有记忆与信息抽象功能的类脑神经网络，其特征在于，包括：感知模块、实例编码模块、环境编码模块、空间编码模块、时间编码模块、运动方位编码模块、信息综合与交换模块、记忆模块；各模块分别包括多个神经元；所述神经元包括多个感知编码神经元、实例编码神经元、环境编码神经元、空间编码神经元、时间编码神经元、运动方位编码神经元、信息输入神经元、信息输出神经元、记忆神经元；所述感知模块包括多个所述感知编码神经元，编码被观测对象的视觉表征信息；所述实例编码模块包括多个所述实例编码神经元，编码实例表征信息；所述环境编码模块包括多个所述环境编码神经元，编码环境表征信息；所述空间编码模块包括多个所述空间编码神经元，编码空间表征信息；所述时间编码模块包括多个所述时间编码神经元，编码时间信息；所述运动方位编码模块包括多个所述运动方位编码神经元，编码智能体的瞬时速度信息或相对位移信息；所述信息综合与交换模块包括信息输入通道和信息输出通道；所述信息输入通道包括多个所述信息输入神经元，所述信息输出通道包括多个所述信息输出神经元；所述记忆模块包括多个所述记忆神经元，编码记忆信息；其中，多个所述感知编码神经元分别与一至多个其它所述感知编码神经元形成单向或双向兴奋型或抑制型联接，一至多个所述感知编码神经元分别与一至多个所述实例编码神经元环境编码神经元空间编码神经元信息输入神经元形成单向或双向兴奋型联接；若干个所述实例编码神经元分别与一至多个所述信息输入神经元形成单向兴奋型联接，或者，若干个所述实例编码神经元分别与若干个所述记忆神经元形成单向或双向兴奋型联接，或者，若干个所述实例编码神经元分别与一至多个其它所述实例编码神经元形成单向或双向兴奋型联接，或者，若干个所述实例编码神经元分别与一至多个所述感知编码神经元形成单向或双向兴奋型联接；若干个所述环境编码神经元分别与一至多个所述信息输入神经元形成单向兴奋型联接，或者，若干个所述环境编码神经元分别与若干个所述记忆神经元形成单向或双向兴奋型联接，或者，若干个所述环境编码神经元分别与一至多个其它所述环境编码神经元形成单向或双向兴奋型联接，或者，若干个所述环境编码神经元分别与一至多个所述感知编码神经元形成单向或双向兴奋型联接；若干个所述空间编码神经元分别与一至多个所述信息输入神经元形成单向兴奋型联接，或者，若干个所述空间编码神经元分别与若干个所述记忆神经元形成单向或双向兴奋型联接，或者，若干个所述空间编码神经元分别与一至多个其它所述空间编码神经元形成单向或双向兴奋型联接，或者，若干个所述空间编码神经元分别与一至多个所述感知编码神经元形成单向或双向兴奋型联接；若干个所述实例编码神经元、若干个所述环境编码神经元、若干个所述空间编码神经元互相之间形成单向或双向兴奋型联接；多个所述时间编码神经元分别与一至多个所述信息输入神经元形成单向兴奋型联接；多个所述运动方位编码神经元分别与一至多个所述信息输入神经元形成单向兴奋型联接，以及与一至多个所述空间编码神经元形成单向或双向兴奋型联接；若干个所述信息输入神经元分别与其它一至多个所述信息输入神经元形成单向或双向兴奋型联接；或者，若干个所述信息输出神经元分别与其它一至多个所述信息输出神经元形成单向或双向兴奋型联接；或者，若干个所述信息输入神经元分别与若干个所述信息输出神经元形成单向或双向兴奋型联接；各所述信息输入神经元分别与一至多个所述记忆神经元形成单向兴奋型联接；多个所述记忆神经元分别与一至多个所述信息输出神经元形成单向兴奋型联接；若干个所述记忆神经元分别与其它一至多个所述记忆神经元形成单向或双向兴奋型联接；一至多个所述信息输出神经元分别与一至多个所述实例编码神经元环境编码神经元空间编码神经元感知编码神经元时间编码神经元运动方位编码神经元形成单向兴奋型联接；所述类脑神经网络通过所述神经元的发放来缓存与编码信息，通过神经元之间的联接来编码、存储、传递信息；输入图片或视频流，将每帧图片的多个像素的一至多个像素值分别乘权输入至若干个所述感知编码神经元，以使若干个所述感知编码神经元激活；获取智能体当前的瞬时速度，输入至所述运动方位编码模块，由多个所述运动方位编码神经元将瞬时速度对时间进行积分得到相对位移信息；对于一至多个所述神经元，计算其膜电位以确定是否发放，如发放则使其各个下游神经元累计膜电位，进而确定是否发放，从而使发放在所述类脑神经网络中传播；上游神经元与上下游神经元之间的联接的权重为常值，或通过突触可塑性过程动态调整；所述信息综合与交换模块控制进出所述记忆模块的信息，调整各信息成分的大小和比例，是注意力机制的执行机构，其工作过程包括主动注意力过程、自动注意力过程；若干个所述信息输入神经元、若干个所述信息输出神经元分别具有一个注意力控制信号输入端；所述主动注意力过程为：通过所述信息输入输出神经元的注意力控制信号输入端处施加的注意力控制信号的强弱来调节各个所述信息输入输出神经元的激活强度或发放率或脉冲发放相位，进而控制进入输出所述记忆模块的信息、调节各项信息成分的大小和比例；所述自动注意力过程为：通过若干所述信息输入神经元之间的单向或双向兴奋型联接，在若干所述信息输入神经元激活时，使其联接的其它若干所述信息输入神经元更易于激活，从而使相关信息成分也易于进入所述记忆模块；通过若干所述信息输入神经元与若干所述信息输出神经元之间的单向或双向兴奋型联接，在若干所述信息输入输出神经元激活时，使其联接的若干所述信息输出输入神经元更易于激活，从而使与输入输出信息相关的输出输入信息成分更易于输出输入所述记忆模块；所述类脑神经网络的工作过程包括：记忆触发过程、信息转写过程、记忆遗忘过程、记忆自巩固过程、信息成分调整过程；所述记忆模块的工作过程还包括：瞬时记忆编码过程、时间序列记忆编码过程、信息聚合过程、定向信息聚合过程、信息成分调整过程；所述突触可塑性过程包括单极性上游发放依赖突触可塑性过程、单极性下游发放依赖突触可塑性过程、单极性上下游发放依赖突触可塑性过程、单极性上游脉冲依赖突触可塑性过程、单极性下游脉冲依赖突触可塑性过程、单极性脉冲时间依赖突触可塑性过程、非对称双极性脉冲时间依赖突触可塑性过程、对称双极性脉冲时间依赖突触可塑性过程；将一至多个所述神经元映射至对应的标签作为输出。

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