Published August 3, 2021 | Version v1
Publication Metadata-only

Supporting Information for "Spike Enabled Audio Learning in Multilevel Synaptic Memristor Array Based Spiking Neural Network"

Creators

  • 1. Anhui University
  • 2. Peking University
  • 3. Xidian University

Description

Although speech recognition has been widely implemented in software neural networks, a hardware implementation based on energy efficient computing architecture is still missing.In this study, we have fabricated W/MgO/SiO 2 /Mo memristor array with multilevel resistance states, where the weights of the artificial synapses in the memristor array can be tuned precisely by voltage pulses.Based on the array, we have performed speech recognition in memristive spiking neural network (SNN) with improved supervised tempotron algorithm on TIDGITS dataset , demonstrating software-comparable accuracy for speech recognition in the memristive SNN.We envision that such memristive SNN can pave the way to building a bio-inspired spike-based neuromorphic system for audio learning.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

على الرغم من أن التعرف على الكلام قد تم تنفيذه على نطاق واسع في الشبكات العصبية للبرامج، إلا أن تنفيذ الأجهزة القائم على بنية الحوسبة الموفرة للطاقة لا يزال مفقودًا. في هذه الدراسة، قمنا بتصنيع مصفوفة مقاوم الذاكرة W/MgO/SiO 2 /Mo مع حالات مقاومة متعددة المستويات، حيث يمكن ضبط أوزان المشابك الاصطناعية في مصفوفة مقاوم الذاكرة بدقة بواسطة نبضات الجهد. استنادًا إلى المصفوفة، قمنا بإجراء التعرف على الكلام في الشبكة العصبية المسننة للذاكرة (SNN) مع خوارزمية تيمبوترون محسنة خاضعة للإشراف على مجموعة بيانات TIDGITS، مما يدل على دقة قابلة للمقارنة بالبرمجيات للتعرف على الكلام في SNN التذكارية. نحن نتصور أن SNN التذكارية هذه يمكن أن تمهد الطريق لبناء نظام عصبي قائم على المسامير مستوحى حيويًا للتعلم الصوتي.

Translated Description (French)

Bien que la reconnaissance vocale ait été largement mise en œuvre dans les réseaux de neurones logiciels, une implémentation matérielle basée sur une architecture informatique économe en énergie fait toujours défaut. Dans cette étude, nous avons fabriqué un réseau de memristors W/MgO/SiO 2 /Mo avec des états de résistance à plusieurs niveaux, où les poids des synapses artificielles dans le réseau de memristors peuvent être réglés avec précision par des impulsions de tension. Sur la base du réseau, nous avons effectué la reconnaissance vocale dans un réseau de neurones à pointes memristives (SNN) avec un algorithme tempotron supervisé amélioré sur l'ensemble de données TIDGITS, démontrant une précision comparable au logiciel pour la reconnaissance vocale dans le SNN memristif. Nous envisageons que ce SNN memristif peut ouvrir la voie à la construction d'un système neuromorphique basé sur des pointes bio-inspirées pour l'apprentissage audio.

Translated Description (Spanish)

Aunque el reconocimiento de voz se ha implementado ampliamente en redes neuronales de software, todavía falta una implementación de hardware basada en una arquitectura informática de eficiencia energética. En este estudio, hemos fabricado una matriz de memristores W/MgO/SiO 2 /Mo con estados de resistencia multinivel, donde los pesos de las sinapsis artificiales en la matriz de memristores se pueden ajustar con precisión mediante pulsos de voltaje. Basándonos en la matriz, hemos realizado el reconocimiento de voz en la red neuronal de picos memristivos (SNN) con un algoritmo de tempotrón supervisado mejorado en el conjunto de datos TIDGITS, demostrando una precisión comparable al software para el reconocimiento de voz en el SNN memristivo. Prevemos que dicha SNN memristiva pueda allanar el camino para construir un sistema neuromórfico basado en picos bioinspirado para el aprendizaje de audio.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
معلومات داعمة لـ "التعلم الصوتي الممكّن لـ Spike في الشبكة العصبية الشائكة القائمة على مصفوفة مقاوم الذاكرة المشبكي متعدد المستويات"
Translated title (French)
Informations complémentaires sur « l'apprentissage audio activé par les pointes dans un réseau neuronal à pointes basé sur une matrice de mémoires synaptiques multiniveaux »
Translated title (Spanish)
Información de apoyo para "Spike Enabled Audio Learning in Multilevel Synaptic Memristor Array Based Spiking Neural Network"

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4253420772
DOI
10.22541/au.162792237.71443772/v2

Is supplement to
https://openalex.org/W4386617144 (Other)
https://openalex.org/W4312604567 (Other)
https://openalex.org/W4306175885 (Other)
https://openalex.org/W4297619707 (Other)
https://openalex.org/W4251092571 (Other)
https://openalex.org/W4229452466 (Other)
https://openalex.org/W3110622310 (Other)
https://openalex.org/W2583316550 (Other)
https://openalex.org/W2542565870 (Other)
https://openalex.org/W2165312143 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China