RE-COMMEND

REservior COMputing mit MEmristiver Nichtlinearer Dynamik: Theorie, Design und Anwendungen

 

Ansprechpartner

Prof. Martin Ziegler
Fachgebiet Mikro- und nanoelektronische Systeme

Telefon: +49 3677 69-3711
E-Mail:martin.ziegler@tu-ilmenau.de

Förderinformation

Projektträger: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Förderkennzeichen: ZI 1548/12-1

 

beteiligte Fachgebiete: Mikro- und nanoelektronische Systeme

Laufzeit: 01.01.2024 - 31.12.2026

Reservoir Computing (RC) ist eine effiziente Methode des maschinellen Lernens für die zeitliche/sequenzielle Datenverarbeitung. RC verwendet eine nichtlineare Darstellung der Eingabedaten in einem hochdimensionalen Raum, der als Reservoir bezeichnet wird. Kürlich konnte gezeigt werden, dass diese Methode Ähnlichkeiten mit der nichtlinearen Vektor-Autoregression aufweist, die kein hochdimensionales Resevoir benötigt und daher mit einer geringeren Anzahl von Komponenten implementiert werden kann und zudem interpretierbare Ergebnisse liefert. Das Next Generation Reservoir Computing (NGRC) Konzept kombiniert diese Ansätze und verspricht extrem effiziente neuromorphe Schaltkreisimplementierungen. Das Ziel des Projektes REservoir COMputing with MEmristor Nonlinear Dynamics: Theory, Design and Applications (RECOMMEND) ist es, auf der Hardware- und Modellebene ein rekonfigurierbares, energieeffizientes neuromorphes Rechnsystem zu realisieren, indem unter Verwendung von theoretischen Grundlagen ein Hardware-Prototyp einer vielseitigen RC-Plattform entwickelt wird basierend auf

  • einer niedrigdimensionalen nichtlinearen dynamischen Reservoir-Schaltung mit Memristoren als nichtlineare, abstimmbare, dynamische Elemente.

  • Rechen-/Speicherelementen, die eine speicherinterne Vektor-Matrix-Multiplikation (VMM) in einem Schritt ermöglichen.

  • einer überwachten Steuerschaltung, die Multitasking und korrekte Funktionalität unter zeitlich veränderlichen Bedingungen ermöglicht.

Hardware-Versionen von Memristoren, die eine elektrisch induzierte Widerstandsänderung aufweisen, werden zusammen mit skalierbaren elektronischen Komponenten (Widerstände, Kondensatoren) denanalogen Kern der PC-Plattform bilden.