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Universitätsbibliothek Heidelberg
Status: Bibliographieeintrag

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 Online-Ressource
Verfasst von:Wunderlich, Timo [VerfasserIn]   i
 Pehle, Christian [VerfasserIn]   i
Titel:Event-based backpropagation can compute exact gradients for spiking neural networks
Verf.angabe:Timo C. Wunderlich & Christian Pehle
E-Jahr:2021
Jahr:18 June 2021
Umfang:17 S.
Titel Quelle:Enthalten in: Scientific reports
Ort Quelle:[London] : Macmillan Publishers Limited, part of Springer Nature, 2011
Jahr Quelle:2021
Band/Heft Quelle:11(2021), Artikel-ID 12829, Seite 1-17
ISSN Quelle:2045-2322
Abstract:Spiking neural networks combine analog computation with event-based communication using discrete spikes. While the impressive advances of deep learning are enabled by training non-spiking artificial neural networks using the backpropagation algorithm, applying this algorithm to spiking networks was previously hindered by the existence of discrete spike events and discontinuities. For the first time, this work derives the backpropagation algorithm for a continuous-time spiking neural network and a general loss function by applying the adjoint method together with the proper partial derivative jumps, allowing for backpropagation through discrete spike events without approximations. This algorithm, EventProp, backpropagates errors at spike times in order to compute the exact gradient in an event-based, temporally and spatially sparse fashion. We use gradients computed via EventProp to train networks on the Yin-Yang and MNIST datasets using either a spike time or voltage based loss function and report competitive performance. Our work supports the rigorous study of gradient-based learning algorithms in spiking neural networks and provides insights toward their implementation in novel brain-inspired hardware.
DOI:doi:10.1038/s41598-021-91786-z
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Volltext ; Verlag: https://doi.org/10.1038/s41598-021-91786-z
 Volltext: https://www.nature.com/articles/s41598-021-91786-z
 DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-021-91786-z
Datenträger:Online-Ressource
Sprache:eng
Sach-SW:Learning algorithms
 Machine learning
 Mathematics and computing
K10plus-PPN:1777951720
Verknüpfungen:→ Zeitschrift

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