Deep neural networks are among the most widely applied machine learning tools showing outstanding performance in a broad range of tasks. We present a method for folding a deep neural network of arbitrary size into a single neuron with multiple time-delayed feedback loops. This single-neuron deep neural network comprises only a single nonlinearity and appropriately adjusted modulations of the feedback signals. The network states emerge in time as a temporal unfolding of the neuron's dynamics. By adjusting the feedback-modulation within the loops, we adapt the network's connection weights. These connection weights are determined via a modified back-propagation algorithm that we designed for such types of networks. Our approach fully recovers standard Deep Neural Networks (DNN), encompasses sparse DNNs, and extends the DNN concept toward dynamical systems implementations. The new method, which we call Folded-in-time DNN (Fit-DNN), exhibits promising performance in a set of benchmark tasks.


翻译:深神经网络是应用最广泛的机器学习工具之一,显示在一系列广泛任务中的出色表现。 我们提出了一个方法,将一个任意大小的深神经网络折叠成一个具有多时延迟反馈环的单一神经元。 这个单中深神经网络只包含一个单一的非线性和适当的反馈信号调制。 这个网络及时作为神经动态的时空显示出来。 通过调整循环中的反馈调控,我们调整了网络的连接权重。 这些连接权重是通过我们为这类网络设计的经修改的后再分析算法确定的。 我们的方法完全恢复标准的深神经网络(DNN), 包括稀有的 DNNN, 并将DNN 概念扩大到动态系统实施。 这个我们称之为Folded- in-t- DNN(Fit-DNN)的新方法在一系列基准任务中表现良好。

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神经网络(Neural Networks)是世界上三个最古老的神经建模学会的档案期刊:国际神经网络学会(INNS)、欧洲神经网络学会(ENNS)和日本神经网络学会(JNNS)。神经网络提供了一个论坛,以发展和培育一个国际社会的学者和实践者感兴趣的所有方面的神经网络和相关方法的计算智能。神经网络欢迎高质量论文的提交,有助于全面的神经网络研究,从行为和大脑建模,学习算法,通过数学和计算分析,系统的工程和技术应用,大量使用神经网络的概念和技术。这一独特而广泛的范围促进了生物和技术研究之间的思想交流,并有助于促进对生物启发的计算智能感兴趣的跨学科社区的发展。因此,神经网络编委会代表的专家领域包括心理学,神经生物学,计算机科学,工程,数学,物理。该杂志发表文章、信件和评论以及给编辑的信件、社论、时事、软件调查和专利信息。文章发表在五个部分之一:认知科学,神经科学,学习系统,数学和计算分析、工程和应用。 官网地址:http://dblp.uni-trier.de/db/journals/nn/
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