Deep Reservoir Computing has emerged as a new paradigm for deep learning, which is based around the reservoir computing principle of maintaining random pools of neurons. The reservoir paradigm reflects and respects the high degree of recurrence in biological brains, and the role that neuronal dynamics play in learning. However, one issue hampering deep reservoir development is that one cannot backpropagate through the reservoir layers. Recent deep reservoir architectures do not learn hidden or hierarchical representations in the same manner as deep artifical neural neteworks (ANNs), but rather concatenate all hidden reservoirs together to perform traditional regression. Here we present a novel Deep Reservoir Computer for time series prediction and classification that learns through the non-differentiable hidden reservoir layers using a biologically-inspired backpropagation alternative called Direct Feedback Alignment, which resembles global dopamine signal broadcasting in the brain. The hope is that this will enable future deep reservoir architectures to learn hidden temporal representations.


翻译:深海储量计算已经成为一种新的深层学习模式,它以保存随机神经元库的储油层计算原则为基础。储油层模式反映并尊重生物大脑中的高复发程度,以及神经动态在学习中的作用。然而,阻碍深层储油层发展的一个问题是,不能通过储油层层反向推进。最近的深层储油层结构不会以与深层人工神经网状(ANNs)相同的方式学习隐藏或等级表征,而是将所有隐藏的储油层融合在一起,以实施传统的回归。我们在这里展示了一部新型的深层储油层计算机,用于时间序列预测和分类,该计算机通过非差异性的隐藏储油层层进行学习,使用一种由生物驱动的反演算替代方法,即直接反馈对齐,这类似于在大脑中播送的全球多巴胺信号。希望这将使未来的深层储油层结构能够学习隐藏的时间表。

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