The Synthetic Nervous System (SNS) is a biologically inspired neural network (NN). Due to its capability of capturing complex mechanisms underlying neural computation, an SNS model is a candidate for building compact and interpretable NN controllers for robots. Previous work on SNSs has focused on applying the model to the control of legged robots and the design of functional subnetworks (FSNs) to realize dynamical systems. However, the FSN approach has previously relied on the analytical solution of the governing equations, which is difficult for designing more complex NN controllers. Incorporating plasticity into SNSs and using learning algorithms to tune the parameters offers a promising solution for systematic design in this situation. In this paper, we theoretically analyze the computational advantages of SNSs compared with other classical artificial neural networks. We then use learning algorithms to develop compact subnetworks for implementing addition, subtraction, division, and multiplication. We also combine the learning-based methodology with a bioinspired architecture to design an interpretable SNS for the pick-and-place control of a simulated gantry system. Finally, we show that the SNS controller is successfully transferred to a real-world robotic platform without further tuning of the parameters, verifying the effectiveness of our approach.


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SNS,全称Social Networking Services,即社会性网络服务,专指旨在帮助人们建立社会性网络的互联网应用服务。也指社会现有已成熟普及的信息载体,如短信SMS服务。SNS的另一种常用解释:全称Social Network Site,即“社交网站”或“社交网”。社会性网络(Social Networking)是指个人之间的关系网络,这种基于社会网络关系系统思想的网站就是社会性网络网站(SNS网站)。
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