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스파이킹 뉴런 모델 및 그의 스파이크 생성 방법

  • 기술번호 : KST2021007161
  • 담당센터 : 경기기술혁신센터
  • 전화번호 : 031-8006-1570
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요약 본 발명은 스파이킹 뉴럴 네트워크(SNN)의 스파이킹 뉴런 모델(Spiking Neuron Model)에 있어서, 다수의 시냅스들로부터 전달된 스파이크들 각각에 대하여 상기 시냅스들 각각에 설정된 웨이트의 크기에 따라 서로 다른 전류를 출력하는 전처리 증폭기; 상기 전처리 증폭기를 통한 스파이크를 미분하여 테일(tail)(+)만 포함하는 스텝-함수(step-function)를 생성하는 미분기; 상기 미분기에서 미분된 스파이크를 적분하는 적분기; 상기 적분기의 출력값과 미리 설정된 임계치(Vth)를 비교하여 상기 적분기의 출력값이 상기 임계치(Vth)를 초과하는 경우 파이어(Fire) 신호를 출력하는 비교기; 및 상기 비교기에서 파이어(Fire) 신호가 출력되면 스파이크를 생성하여 상기 시냅스의 웨이트를 조정하는 스파이크 생성기를 포함한다. 또한, 상기 다수의 시냅스들로부터 전달된 스파이크로부터 테일(tail)(-)를 제거하고, 테일(tail)(+)만을 상기 전처리 증폭기로 전달하는 다이오드부를 더 포함할 수 있다. 따라서, 적분이 반대로 이루어지지 않도록 하고, 해당 스파이크의 테일(tail)(+) 모든 구간에서 적분되는 확률이 같도록 함으로써, 시냅스의 웨이트를 안정적으로 변화시킬 수 있는 장점이 있다.
Int. CL G06N 3/063 (2006.01.01) G06N 3/04 (2006.01.01)
CPC G06N 3/063(2013.01) G06N 3/04(2013.01)
출원번호/일자 1020190153342 (2019.11.26)
출원인 성균관대학교산학협력단
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2021-0064767 (2021.06.03) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2019.11.26)
심사청구항수 10

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 성균관대학교산학협력단 대한민국 경기도 수원시 장안구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 이윤명 경기도 수원시 장안구
2 한태영 경기도 수원시 장안구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 심경식 대한민국 서울시 강남구 역삼로 *** 동아빌딩 *층(에스와이피특허법률사무소)
2 홍성욱 대한민국 서울특별시 강남구 역삼로 ***(역삼동) 동아빌딩 *층(주식회사에스와이피)

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2019.11.26 수리 (Accepted) 1-1-2019-1217540-59
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번호 청구항
1 1
다수의 시냅스(synapse)들을 통해 다수의 프리-뉴런(pre-neuron)들과 다수의 포스트-뉴런(post-neuron)들이 연결되고, 상기 시냅스가 프리-뉴런(pre-neuron)에서 생성된 스파이크(spile)를 포스트-뉴런(post-neuron)으로 전달하는 스파이킹 뉴럴 네트워크(SNN)의 스파이킹 뉴런 모델(Spiking Neuron Model)에 있어서,상기 다수의 시냅스들로부터 전달된 스파이크들 각각에 대하여 상기 시냅스들 각각에 설정된 웨이트의 크기에 따라 서로 다른 전류를 출력하는 전처리 증폭기;상기 전처리 증폭기를 통한 스파이크를 미분하여 테일(tail)(+)만 포함하는 스텝-함수(step-function)를 생성하는 미분기;상기 미분기에서 미분된 스파이크를 적분하는 적분기;상기 적분기의 출력값과 미리 설정된 임계치(Vth)를 비교하여 상기 적분기의 출력값이 상기 임계치(Vth)를 초과하는 경우 파이어(Fire) 신호를 출력하는 비교기; 및상기 비교기에서 파이어(Fire) 신호가 출력되면 스파이크를 생성하여 상기 시냅스의 웨이트를 조정하는 스파이크 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파이킹 뉴런 모델
2 2
제1항에 있어서, 상기 다수의 시냅스들로부터 전달된 스파이크로부터 테일(tail)(-)를 제거하고, 테일(tail)(+)만을 상기 전처리 증폭기로 전달하는 다이오드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스파이킹 뉴런 모델
3 3
제1항에 있어서, 상기 미분기는상기 다수의 시냅스에서 전달된 스파이크의 테일(tail)(+)의 차수에 따라 미분기의 개수를 결정하는 것을 특징으로 하는 스파이킹 뉴런 모델
4 4
제3항에 있어서, 상기 미분기는상기 다수의 시냅스에서 전달된 스파이크의 테일(tail)(+)의 차수가 n차 함수인 경우, n개의 미분기를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파이킹 뉴런 모델
5 5
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적분기는 상기 비교기의 파이어(Fire) 신호에 응답하여 적분을 중단하고, 상기 스파이크 생성기에서 스파이크를 생성하는 시간동안 상기 적분 중단을 유지하는 것을 특징으로 하는 스파이킹 뉴런 모델
6 6
스파이킹 뉴럴 네트워크(SNN)에서 다수의 시냅스(synapse)들을 통해 스파이크(spike)를 전달받는 스파이킹 뉴런 모델(Spiking Neuron Model)의 스파이크 생성 방법에 있어서,상기 다수의 시냅스들로부터 전달된 스파이크를 미분하여 스텝-함수로 변경하는 미분단계;상기 변경된 스파이크를 적분하는 적분단계;상기 적분결과를 미리 설정된 임계치(Vth)와 비교하여 상기 적분결과가 상기 임계치(Vth)를 초과하는 경우 파이어(Fire) 신호를 출력하는 비교단계; 및상기 파이어(Fire) 신호가 출력되면 스파이크를 생성하여 상기 시냅스의 웨이트를 조정하는 스파이크 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스파이킹 뉴런 모델(Spiking Neuron Model)의 스파이크 생성 방법
7 7
제6항에 있어서, 상기 다수의 시냅스들로부터 전달된 스파이크로부터 테일(tail)(-)를 제거하는 전처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스파이킹 뉴런 모델의 스파이크 생성 방법
8 8
제6항에 있어서, 상기 미분단계는상기 다수의 시냅스에서 전달된 스파이크의 테일(tail)(+)의 차수에 따라 미분 횟수를 결정하는 것을 특징으로 하는 스파이킹 뉴런 모델의 스파이크 생성 방법
9 9
제8항에 있어서, 상기 미분단계는상기 다수의 시냅스에서 전달된 스파이크의 테일(tail)(+)가 n차 함수인 경우, 상기 미분 단계를 n번 반복하는 것을 특징으로 하는 스파이킹 뉴런 모델의 스파이크 생성 방법
10 10
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적분단계는 상기 비교단계의 파이어(Fire) 신호에 응답하여 적분을 중단하고, 상기 스파이크 생성 단계에서 스파이크를 생성하는 시간동안 상기 적분 중단을 유지하는 것을 특징으로 하는 스파이킹 뉴런 모델의 스파이크 생성 방법
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1 과학기술정보통신부 한양대학교 나노·소재원천기술개발사업 시냅스/뉴론 소자간 3차원 적층 공정 기술 및 시스템 구현