A neural network based flexible object manipulation system for a humanoid robot on FPGA is proposed. Although the manipulations of flexible objects using robots attract ever increasing attention since these tasks are the basic and essential activities in our daily life, it has been put into practice only recently with the help of deep neural networks. However such systems have relied on GPU accelerators, which cannot be implemented into the space limited robotic body. Although field programmable gate arrays (FPGAs) are known to be energy efficient and suitable for embedded systems, the model size should be drastically reduced since FPGAs have limited on-chip memory. To this end, we propose ``partially'' binarized deep convolutional auto-encoder technique, where only an encoder part is binarized to compress model size without degrading the inference accuracy. The model implemented on Xilinx ZCU102 achieves 41.1 frames per second with a power consumption of 3.1W, {\awano{which corresponds to 10x and 3.7x improvements from the systems implemented on Core i7 6700K and RTX 2080 Ti, respectively.


翻译:虽然使用机器人对灵活物体的操纵日益引起人们越来越多的注意,因为这些任务是我们日常生活中的基本和基本活动,但直到最近才在深神经网络的帮助下加以实践,然而,这些系统依赖GPU加速器,这些加速器无法在空间有限的机器人体中安装。虽然已知外地可编程门阵列节能且适合嵌入系统,但模型尺寸应大幅缩小,因为FPGA在芯片内存有限。为此,我们建议“部分地”将精密的二进式深共振自动电解器技术,其中只有一个元件在不降低导力精度的情况下被二进制成压缩模型大小。在 Xilinx ZCU102 上安装的模型每秒可安装41.1个框架,电耗量为3.1W, ~awano{, 相当于Core i7700K 和RTX 2080 Ti 上实施的系统的10x和3.7x改进。

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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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