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蔺海荣博士生预答辩公告
浏览次数:日期:2021-09-08编辑:研究生秘书

学位论文简介

类脑研究将极大地推动大数据、云计算、深度学习、智能机器人等人工智能领域的发展。以神经网络模型为基础,对其动力学进行分析与研究,从计算层面探索和揭示大脑的工作机制,对开发智能人工系统具有重要的理论和现实意义。本文专注于忆阻神经网络混沌动力学行为的理论研究,在忆阻神经网络的数学建模、混沌动力学分析以及电路实现方面做了一些工作,具体内容和创新之处可归纳如下:

1 提出了一个三稳态局部有源忆阻器,并构建了一种局部有源忆阻HR神经元模型。研究表明,该局部有源忆阻神经元不仅可以产生周期的尖峰和簇发以及混沌的尖峰和簇发等多种放电模式,而且可以产生复杂的放电多稳态动力学行为。

2)提出了一个多稳态忆阻器,并建立了一种多稳态忆阻Hopfield神经网络模型。结果表明,多稳态忆阻Hopfield神经网络不仅能产生丰富的混沌行为,而且能产生共存无穷多个拓扑相同但位置不同的混沌吸引子现象,具有复杂的超级多稳态动力学特点。

3)利用磁控忆阻器描述电磁辐射对神经元的磁感应效应,提出了一种电磁辐射刺激下的Hopfield神经网络模型。结果表明,随着电磁辐射刺激神经元数目的增加,神经网络的动力学行为逐渐由周期振荡转变为混沌、瞬态混沌和复杂的超混沌。

4)使用磁控忆阻器描述电磁辐射效应以及多级逻辑脉冲等效电流刺激,提出了一种不同外界刺激下的Hopfield神经网络模型。研究发现,随着外界刺激类型和复杂性的增加,神经网络的动力学行为逐渐由周期吸引子向混沌吸引子、双涡卷吸引子、四涡卷吸引子和六涡卷吸引子演化。

主要学术成果

  1. Lin Hairong, Wang Chunhua, Sun Yichuang, Yao Wei. Firing multistability in a locally active memristive neuron model. Nonlinear Dynamics, 2020, 100(4): 3667-3683. (SCI, 第一作者)

  2. Lin Hairong, Wang Chunhua, Hong Qinghui, Sun Yichuang. A multi-stable memristor and its application in a neural network. IEEE Transactions on Circuits and Systems II-Express Briefs, 2020, 67(12): 3472-3476. (SCI, 第一作者)

  3. Lin Hairong, Wang Chunhua. Influences of electromagnetic radiation distribution on chaotic dynamics of a neural network. Applied Mathematics and Computation, 2020, 369: 124840. (SCI, 第一作者)

  4. Lin Hairong, Wang Chunhua, Yao Wei, Tan Yumei. Chaotic dynamics in a neural network with different types of external stimuli. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2020, 90: 105390. (SCI, 第一作者)

  5. Lin Hairong, Wang Chunhua, Yu Fei, Xu Cong, Hong Qinghui, Yao Wei, Sun Yichuang. An extremely simple multi-wing chaotic system: dynamics analysis, encryption application and hardware implementation. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2021, 68(12): 12708-12719. (SCI, 第一作者)

  6. Lin Hairong, Wang Chunhua, Tan Yumei. Hidden extreme multistability with hyperchaos and transient chaos in a Hopfield neural network affected by electromagnetic radiation. Nonlinear Dynamics, 2020, 99(3): 2369-2386. (SCI, 第一作者)

  7. Lin Hairong, Wang Chunhua, Chen Chengjie, Sun Yichuang, Zhou Chao, Xu Cong, Hong Qinghui. Neural bursting and synchronization emulated by neural networks and circuits. IEEE Transactions on Circuits and Systems I-Regular Papers, 68(8), 3397-3410, 2021. (SCI, 第一作者)

  8. Lin Hairong, Wang Chunhua, Deng Quanli, Xu Cong, Deng Zekun, Zhou Chao. Review on chaotic dynamics of memristive neuron and neural network. Nonlinear Dynamics, doi: 10.1007/s11071-021-06853-x, 2021. (SCI, 第一作者)

  9. 王春华, 蔺海荣, 孙晶茹, 周玲,周超,邓全利. 基于忆阻器的混沌、存储器及神经网络电路研究进展. 电子与信息学报, 2020, 42(4): 795-810. (EI, 导师第一作者)