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基于忆阻器的神经突触仿生模拟

基于忆阻器的神经突触仿生模拟

作者：汪小青安徽大学

学位级别：硕士

近些年来,随着对信息处理技术要求的逐渐提高,希望能够实现类似人脑的低功耗计算和存储功能,故而关于神经形态的研究备受关注。由于传统的半导体晶体管集成度难以进一步提高,基于晶体管的神经形态系统就难以扩展到生物规模,需要更小、... 详细信息

近些年来,随着对信息处理技术要求的逐渐提高,希望能够实现类似人脑的低功耗计算和存储功能,故而关于神经形态的研究备受关注。由于传统的半导体晶体管集成度难以进一步提高,基于晶体管的神经形态系统就难以扩展到生物规模,需要更小、更低能耗的电子突触器件。忆阻器是成为代替人工突触的最佳候选者,是因为其功耗低,并且它的三明治结构具有纳米级尺寸,作为第四种无源器件无疑为实现人工突触器件带来了希望,以忆阻器为基础的神经形态系统有希望改变现有的信息处理方式。生物存在习惯化、联想记忆的非联合式学习和联合式学习行为,为了能够早日实现神经形态系统,通过基于忆阻器的神经突触电路来研究生物学习行为可以为其奠定基础。本文深入分析了忆阻器的模型,研究了忆阻器的特性,并基于Ag/AIST/Ag器件的导电机制改进了一个新的具有遗忘效应和阈值特性的忆阻器模型,对其记忆特性进行了比较和分析。改进后的忆阻器模型特性更加符合HEBB理论所提出的突触特性,在改进模型的基础上,设计了基于忆阻器的神经突触电路,用来模拟生物的学习记忆行为。具有遗忘效应与阈值特性的忆阻器更适用于模拟神经突触,设计的电路不需要再使用额外的附加电路实现遗忘效应,也会更加趋于真实。本文的主要工作由以下内容组成。首先,本文分析了几种具有典型特性的忆阻器模型,并对它们都进行了电路仿真。对于离子迁移模型和非线性离子迁移模型,首先介绍其物理结构,推导忆阻值的公式和窗函数的介绍。对于阈值模型,由于其符合实际器件的特性,主要介绍了常用的电压阈值模型。对于遗忘模型,介绍并分析了一个基于实际器件的模型。分析这几种忆阻器模型也是为后续忆阻器模型的改进和电路设计奠定基础。其次,根据实际器件的导电机制对神经网络中使用的电压阈值模型进行了改进,使得其更加符合实际的物理意义,同时也使得该模型具有遗忘特性,能够更好的进行一些神经突触仿生应用。对忆阻器模型进行了SPICE模型搭建,使得能够在PSpice电路上进行电路仿真。我们对神经网络中使用的电压阈值模型和改进的模型进行了仿真和比较,分析了两者的不同。同时对于改进后的模型,为了与生物现象一致,采用脉冲对叠加方法来验证时序依赖突触可塑性(STDP),这证明了改进后的模型可以模拟生物突触行为。然后,基于改进的忆阻器模型设计了一个由忆阻器和模拟行为建模(ABM)装置构建的习惯化电路来实现非联合式学习。相比于之前的研究,本文利用改进模型的遗忘特性,更简单的实现习惯化特性的短期习惯化和长期习惯化,忆阻器完成这一过程,为设计基于突触设备的神经形态系统提供了方法。最后,利用改进的忆阻器模型具有的阈值特性和遗忘效应,设计了联合式学习的经典巴甫洛夫联想记忆电路,完成了生物的联想记忆过程。PSpice仿真结果证明了所设计的电路具有有效性,同时证明改进后的忆阻器用作神经突触可以更好地实现生物体的基本学习和记忆行为,从而提供更多的脑启发计算选择。

关键词：忆阻器时序依赖突触可塑性(STDP) 非联合式学习巴甫洛夫联想记忆

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基于VMD的MAG焊输入端电信号频域分析

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第4期57卷 394-402页

作者：吕小青苏浩洋天津大学材料科学与工程学院天津300350 天津市先进连接技术重点实验室天津300350

通过电信号采集平台,对焊机输入输出端电信号进行同步采集.分析弧焊电源整流电路,对输入电信号进行整流处理得到输入电压与电流,最终计算得到弧焊电源的输入功率.经过对比发现输出电流与瞬时输入功率峰值变化趋势基本一致.论述了变分模... 详细信息

通过电信号采集平台,对焊机输入输出端电信号进行同步采集.分析弧焊电源整流电路,对输入电信号进行整流处理得到输入电压与电流,最终计算得到弧焊电源的输入功率.经过对比发现输出电流与瞬时输入功率峰值变化趋势基本一致.论述了变分模态分解(VMD)原理及方法,并对瞬时输入功率进行分解,得到一系列特征BLIMFs信号.通过对不同过渡模式(大滴过渡、短路过渡和混合过渡)下瞬时输入功率信号、特征IMF信号和焊接输出电流信号在频域上的对比分析,发现VMD能够有效得到低频(IMF1)、中频(IMF2)和高频信号(IMF3),且中频和高频信号表现出了焊机不控整流的脉动信息(300 Hz)以及电网的干扰.而低频IMF1信号与焊接输出电流信号频域一致性良好,并在时域上也有良好的一致性.结果表明了通过对输入瞬时功率的VMD,其低频分量能够有效表征焊接过程,从而为从输入端评定过渡过程稳定性提供了一种新思路.

关键词： MAG焊瞬时输入功率变分模态分解频谱分析

以传统之古书时代之新——关于全国第十三届书法篆刻展览的学术思考

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中国书法 2024年第6期 69-73,75页

作者：解小青中央美术学院

二月二十五日至三月五日,全国第十三届书法篆刻展览在北京进行了持续十天的复评、终评工作。在总结历届国展经验基础上,中国书协对本届国展筹办方案进行整体性优化考量和系统性调整改革,精心“评”、强化“展”、突出“览”。四月至五月... 详细信息

二月二十五日至三月五日,全国第十三届书法篆刻展览在北京进行了持续十天的复评、终评工作。在总结历届国展经验基础上,中国书协对本届国展筹办方案进行整体性优化考量和系统性调整改革,精心“评”、强化“展”、突出“览”。四月至五月,浙江、河南、山西三个展区持续进行了分书体与篆刻、刻字展览,五月十八日进京展开幕。

关键词：书法篆刻中国书协国展学术思考书体整体性系统性展览

小学数学低年级综合实践活动实施策略的实践研究

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小学数学低年级综合实践活动实施策略的实践研究

正常还是失控:罗马共和国后期执政官选举暴力问题探析

广东省教师继续教育学会第六届教学研讨会

作者：汪小青承德市避暑山庄小学

开展小学数学综合实践活动,可以让学生产生探索数学知识的兴趣,并可以提高学生的自主数学知识学习能力。小学低年级数学课程教学中普遍存在的教学问题则是学生的学习自主性不足等。而综合实践教学活动的进行则可以改变这一问题。由此可...

开展小学数学综合实践活动,可以让学生产生探索数学知识的兴趣,并可以提高学生的自主数学知识学习能力。小学低年级数学课程教学中普遍存在的教学问题则是学生的学习自主性不足等。而综合实践教学活动的进行则可以改变这一问题。由此可以见得,小学阶段低年级数学教学中进行综合实践教学活动有着重要的教学意义。鉴于此文章首先分析低年级综合实践教学活动的实际状况,接着分析其实践策略。

关键词：

来源： cnki会议评论

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史学集刊 2024年第1期 97-106页

作者：刘小青湖北大学历史文化学院湖北武汉430062

政治暴力是罗马共和国后期政治生活中的常见现象,被认为泛滥于各个政治领域,严重破坏了各项政治制度的正常运作,使政治秩序陷入全面混乱,加速了共和国的衰亡。然而,对共和国后期执政官选举的深入考察显示,暴力发生频率实际并不高,并具... 详细信息

政治暴力是罗马共和国后期政治生活中的常见现象,被认为泛滥于各个政治领域,严重破坏了各项政治制度的正常运作,使政治秩序陷入全面混乱,加速了共和国的衰亡。然而,对共和国后期执政官选举的深入考察显示,暴力发生频率实际并不高,并具有明显的阶段性,选举秩序也未全然失控。这一现象的出现源于政治斗争舞台的变化,在一定程度上转移与分散了执政官选举领域的暴力冲突;执政官选举机构——百人团大会寡头色彩浓厚,军事性质突出,并在选举竞争中较少涉及施政纲领的争执,在相当程度上抑制了暴力的发生。因此,尽管暴力现象常见于共和国后期政治生活之中,但是在具体领域呈现出的图景并不相同,不能一概而论。

关键词：执政官选举政治暴力百人团大会罗马共和国后期

联合注意力和条件GAN的被遮挡人体姿态和体形估计方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第1期36卷 142-151页

作者：朱妍汪楷汪粼波方贤勇安徽大学体育军事教学部合肥230601 安徽大学计算机科学与技术学院合肥230601

基于图像的人体姿态和体形估计常常因人体被遮挡而充满挑战.为此,提出一种基于单幅图像的姿态和体形估计方法.首先提出多尺度的注意力模块策略,输出具有丰富上下文信息的多尺度注意力特征,以有效地获得不受遮挡影响的全局的姿态和体形分... 详细信息

基于图像的人体姿态和体形估计常常因人体被遮挡而充满挑战.为此,提出一种基于单幅图像的姿态和体形估计方法.首先提出多尺度的注意力模块策略,输出具有丰富上下文信息的多尺度注意力特征,以有效地获得不受遮挡影响的全局的姿态和体形分布;然后提出基于热图的条件生成对抗网络策略,将由关节热图得到的姿态估计作为约束,实现网格精细调整;最后借助这2个策略得到的姿态和体形估计方法实现全局预测和局部细节求精的结合.在Ubuntu环境下,在3DPW,3DOH50K和Human3.6M公开数据集上的实验结果表明,与SMPLify,GraphCMR和SPIN等方法相比,所提方法在身体部分被遮挡时重建效果更好,并在ACK,AVE和PA-MPJPE等定量评价指标上取得了更好的结果.

关键词：人体体形和姿态估计单幅图像多尺度注意力生成对抗网络

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君看野外孤坟下

作家 2024年第5期 78-85页

作者：范小青全国政协

我和小沈要去一趟郭家村,不是乡村旅游,是工作。我们在文保会下面的一个工作站工作,这个工作站主要就是接收一些文物保护方面的信息,然后进行鉴别确认。现在提供信息的人很多,五花八门的信息更多,奇葩事情也有。

关键词：工作站乡村旅游文物保护郭家村信息

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具身认知理论下小学劳动课程实施路径研究

池州学院学报 2023年第3期37卷 71-75页

作者：汪小青曾鸣闽南师范大学教育科学学院福建漳州363000

劳动课程作为实施劳动教育的重要途径,对小学生的价值观塑造、劳动能力培养等方面具有关键作用。小学阶段的劳动课程应注重学生的劳动体验,让学生亲历劳动过程、在劳动情境中体悟劳动价值。具身认知理论认为认知的生成需要身体和环境的... 详细信息

劳动课程作为实施劳动教育的重要途径,对小学生的价值观塑造、劳动能力培养等方面具有关键作用。小学阶段的劳动课程应注重学生的劳动体验,让学生亲历劳动过程、在劳动情境中体悟劳动价值。具身认知理论认为认知的生成需要身体和环境的参与,小学劳动课程与该理论具有理念上的契合性,并体现出一定的具身性。但现实中小学劳动课程的实施仍存在着主体被动化、方式单一化、空间封闭化、意义浅层化等问题。根据具身认知理论,小学劳动课程的实施应转变劳动观念、探索体验生成的实施方式、拓展劳动课程的实施空间以及深化劳动课程的教育意义,以真正发挥劳动课程对小学生成长发展的价值。

关键词：具身认知理论劳动课程课程实施

基于FFLD分析的汽车在极限凹坑路面工况下车身结构失效CAE新方法研究

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汽车工程 2024年第1期46卷 120-127,138页

作者：卢晓汪隋泛亚汽车技术中心有限公司上海201206

在车身前期设计阶段,为了考核车辆在极限坑洼路面的冲击下对车身结构的影响,根据通用全球相关方坑道路试验标准,本文针对极限冲击的方坑#3路面,以某车型在方坑#3路试中出现了车身结构失效的问题为研究对象,找出了传统钣金失效准则CAE方... 详细信息

在车身前期设计阶段,为了考核车辆在极限坑洼路面的冲击下对车身结构的影响,根据通用全球相关方坑道路试验标准,本文针对极限冲击的方坑#3路面,以某车型在方坑#3路试中出现了车身结构失效的问题为研究对象,找出了传统钣金失效准则CAE方法的不足,不能复现出试验失效的问题,进而通过大量料片试验建立了断裂成形极限图(fracture forming limit diagram,FFLD),来作为钣金失效准则的CAE新方法。随后基于该CAE新方法,通过车辆动力学科计算的方坑#3虚拟路谱作为载荷输入,对车身结构进行有限元仿真分析,成功复现了试验失效。根据CAE新方法分析的结果,对车身结构进行改进,最终通过了方坑#3路试验证,且试验和CAE仿真结果对标具有良好的一致性。证明了基于该方法,可以在车身开发前期阶段,准确预测出钣金在复杂变形条件下的真实破坏情况,从而减少了后期试验中出现的车身结构失效的风险。

关键词： FFLD 方坑#3 虚拟路谱避震塔