A multi-layer photonic spiking neural network with a modified backpropagation algorithm for nonlinear classification

反向传播 人工神经网络 神经形态工程学 计算机科学 光子学 算法 非线性系统 人工智能 材料科学 光电子学 物理 量子力学
作者
Ziwei Song,Shuiying Xiang,Shihao Zhao,Yahui Zhang,Yanan Han,Yue Hao
出处
期刊:Optics Communications [Elsevier BV]
卷期号:546: 129806-129806 被引量:1
标识
DOI:10.1016/j.optcom.2023.129806
摘要

In this work, we construct a fully connected multi-layer photonic spiking neural network (PSNN) based on excitable vertical-cavity surface-emitting lasers with an embedded saturable absorber (VCSELs-SA) equipped with the modified supervised backpropagation (BP) algorithm. Different from the traditional BP algorithm, our proposed modified BP algorithm is based on optical spikes, and its activation function exploits the excitable characteristic of VCSELs-SA. It is demonstrated that this BP PSNN can be competent in linearly inseparable problems by correctly solving the exclusive or (XOR) problem. Thus, a three-layer fully connected BP PSNN is designed to perform the prediction of Human immunodeficiency virus-1 protease (HIV-1 PR) cleavage sites and achieves 91.95% classification accuracy with the modified BP algorithm, which could be a useful tool in helping to find effective inhibitors of HIV PR to fight against acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). These results demonstrate the validity of our modified BP algorithm in dealing with nonlinear classification problems in PSNNs, which is helpful for supervised learning in the photonic neuromorphic computing architecture for future neuromorphic applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
可可coco发布了新的文献求助10
刚刚
苏苏完成签到 ,获得积分10
刚刚
小铭同学完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
情怀应助BUlKY采纳,获得10
1秒前
kk发布了新的文献求助10
2秒前
爆米花应助Hannah采纳,获得10
2秒前
2秒前
puchang007发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
goob发布了新的文献求助10
3秒前
dly发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
英俊的铭应助粗心的菀采纳,获得10
5秒前
小铭同学发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
7秒前
乐观小之应助爱学习的YY采纳,获得10
7秒前
量子星尘发布了新的文献求助30
7秒前
bkagyin应助筱xiao采纳,获得10
8秒前
233asd发布了新的文献求助10
8秒前
Hilda007应助可可coco采纳,获得10
9秒前
曹雪峰发布了新的文献求助10
9秒前
Hilda007应助可可coco采纳,获得10
9秒前
顾矜应助李晴采纳,获得10
9秒前
9秒前
潇洒哥完成签到,获得积分10
9秒前
形随将至发布了新的文献求助10
11秒前
ding应助小白采纳,获得10
12秒前
wangrr完成签到,获得积分10
12秒前
浮游应助现代子默采纳,获得10
13秒前
miao发布了新的文献求助10
13秒前
沉默小虾米完成签到,获得积分10
13秒前
打打应助just123采纳,获得30
13秒前
李富贵发布了新的文献求助10
14秒前
橙花完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
dyy完成签到,获得积分10
16秒前
求索关注了科研通微信公众号
16秒前
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Social Work Ethics Casebook(2nd,Frederic G. R) 600
HEAT TRANSFER EQUIPMENT DESIGN Advanced Study Institute Book 500
Master Curve-Auswertungen und Untersuchung des Größeneffekts für C(T)-Proben - aktuelle Erkenntnisse zur Untersuchung des Master Curve Konzepts für ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit bei dynamischer Beanspruchung (Projekt MCGUSS) 500
A novel angiographic index for predicting the efficacy of drug-coated balloons in small vessels 500
Thomas Hobbes' Mechanical Conception of Nature 500
One Health Case Studies: Practical Applications of the Transdisciplinary Approach 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5112228
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4320045
关于积分的说明 13460869
捐赠科研通 4151114
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2274574
邀请新用户注册赠送积分活动 1276405
关于科研通互助平台的介绍 1214632