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Máquina de estado líquido

Una máquina de estado líquido ( LSM ) es un tipo de computadora de depósito que utiliza una red neuronal de picos . Una LSM consta de una gran colección de unidades (llamadas nodos o neuronas ). Cada nodo recibe una entrada que varía en el tiempo de fuentes externas (las entradas ) así como de otros nodos. Los nodos están conectados aleatoriamente entre sí. La naturaleza recurrente de las conexiones convierte la entrada que varía en el tiempo en un patrón espacio-temporal de activaciones en los nodos de la red. Los patrones espacio-temporales de activación son leídos por unidades discriminantes lineales .

La sopa de nodos conectados de forma recurrente terminará calculando una gran variedad de funciones no lineales en la entrada. Dada una variedad suficientemente grande de tales funciones no lineales, es teóricamente posible obtener combinaciones lineales (utilizando las unidades de lectura) para realizar cualquier operación matemática necesaria para realizar una determinada tarea, como el reconocimiento de voz o la visión artificial .

La palabra líquido en el nombre proviene de la analogía que se hace al dejar caer una piedra en un cuerpo de agua quieta u otro líquido. La piedra que cae generará ondas en el líquido. La entrada (movimiento de la piedra que cae) se ha convertido en un patrón espacio-temporal de desplazamiento del líquido (ondas).

Se han propuesto los LSM como una forma de explicar el funcionamiento del cerebro . Se sostiene que los LSM suponen una mejora con respecto a la teoría de las redes neuronales artificiales porque:

  1. Los circuitos no están codificados para realizar una tarea específica.
  2. Las entradas de tiempo continuo se manejan de forma "natural".
  3. Se pueden realizar cálculos en distintas escalas de tiempo utilizando la misma red.
  4. La misma red puede realizar múltiples cálculos.

Las críticas a los LSM tal como se utilizan en la neurociencia computacional son que

  1. En realidad, los LSM no explican cómo funciona el cerebro. En el mejor de los casos, pueden reproducir algunas partes de su funcionalidad.
  2. No existe una forma garantizada de diseccionar una red que funcione y descubrir cómo o qué cálculos se están realizando.
  3. Hay muy poco control sobre el proceso.

Aproximación de función universal

Si un depósito tiene memoria desvaneciente y separabilidad de entrada , con la ayuda de una lectura, se puede demostrar que la máquina de estado líquido es un aproximador de función universal utilizando el teorema de Stone-Weierstrass . [1]

Véase también

Bibliotecas

Referencias

  1. ^ Maass, Wolfgang; Markram, Henry (2004), "Sobre el poder computacional de los circuitos recurrentes de neuronas en pico", Journal of Computer and System Sciences , 69 (4): 593–616, doi : 10.1016/j.jcss.2004.04.001
  2. ^ Hananel, Hazan; Larry, M., Manevit (2012), "Restricciones topológicas y robustez en máquinas de estado líquido", Expert Systems with Applications , 39 (2): 1597–1606, doi :10.1016/j.eswa.2011.06.052.{{citation}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )