Circuits of biological neurons, such as in the functional parts of the brain can be modeled as networks of coupled oscillators. Inspired by the ability of these systems to express a rich set of outputs while keeping (gradients of) state variables bounded, we propose a novel architecture for recurrent neural networks. Our proposed RNN is based on a time-discretization of a system of second-order ordinary differential equations, modeling networks of controlled nonlinear oscillators. We prove precise bounds on the gradients of the hidden states, leading to the mitigation of the exploding and vanishing gradient problem for this RNN. Experiments show that the proposed RNN is comparable in performance to the state of the art on a variety of benchmarks, demonstrating the potential of this architecture to provide stable and accurate RNNs for processing complex sequential data.


翻译:生物神经的电路,例如大脑功能部分的生物神经电路,可以作为混合振动器网络的模型。受这些系统在保持状态变量约束的同时表达大量产出的能力的启发,我们为经常性神经网络提出了一个新的结构。我们提议的RNN基于对二级普通差异方程系统的时间分解,对受控非线性振动器网络的模型。我们证明了隐藏状态梯度的精确界限,从而缓解了这个RNN的爆炸和消散梯度问题。实验表明,拟议的RNN在各种基准方面的性能与最新水平相当,显示了这一结构为处理复杂的连续数据提供稳定和准确的RNNS的潜力。

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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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