C. elegans shows chemotaxis using klinokinesis where the worm senses the concentration based on a single concentration sensor to compute the concentration gradient to perform foraging through gradient ascent/descent towards the target concentration followed by contour tracking. The biomimetic implementation requires complex neurons with multiple ion channel dynamics as well as interneurons for control. While this is a key capability of autonomous robots, its implementation on energy-efficient neuromorphic hardware like Intel's Loihi requires adaptation of the network to hardware-specific constraints, which has not been achieved. In this paper, we demonstrate the adaptation of chemotaxis based on klinokinesis to Loihi by implementing necessary neuronal dynamics with only LIF neurons as well as a complete spike-based implementation of all functions e.g. Heaviside function and subtractions. Our results show that Loihi implementation is equivalent to the software counterpart on Python in terms of performance - both during foraging and contour tracking. The Loihi results are also resilient in noisy environments. Thus, we demonstrate a successful adaptation of chemotaxis on Loihi - which can now be combined with the rich array of SNN blocks for SNN based complex robotic control.


翻译:C. Celegans 显示使用 klinokines 的化学血清质,其中蠕虫感应到基于单一浓度传感器的浓度浓度,以计算浓度梯度,从而通过梯度进化/白向目标浓度进行牵引,然后进行等光跟踪。生物模拟实施需要具有多个离子信道动态的复杂神经元以及用于控制的中子体。这是自主机器人的关键能力,但对于像Intel's Loihi这样的节能性能神经硬体硬件实施Loihi要求网络适应硬件特有的限制,而这种限制尚未实现。在本文中,我们展示了基于 klinokinesis 的染色体对Loihi 的适应,方法是仅用LIF神经元实施必要的神经动态,以及完全以峰值为基础执行所有功能,例如 Heaviside 函数和减值。我们的结果显示,Loihihipon的安装与Python的软件对等,在前和等跟踪期间,都需要对网络进行改造。 Loihihi 的结果在感应变环境中也有弹性环境。因此,因此,我们展示了基于Simmotoexexexexmaxmex的浓缩的系统综合控制。

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