Fiber Transistors as a Hardware Surrogate Gradient for Backpropagation in Spiking Neural Networks

神经形态工程学 反向传播 计算机科学 可扩展性 人工神经网络 尖峰神经网络 材料科学 电子工程 计算 晶体管 卷积神经网络 冗余(工程) 非线性系统 同轴 人工智能 软件 计算机硬件 突触重量 光学计算 计算机体系结构 传播延迟 物理神经网络 CMOS芯片 学习规律 逻辑门 调制(音乐) 梯度下降 集成电路 前馈 生物系统
作者
Weichu Chen,Hao Jiang,Chengyang Du,Yueheng Zhong,Xiangyu Wang,Xiang Li,Chen Zhu,Qicheng Liang,Fengqiang Sun,Yuwen Zhu,Jiangang Chen,Liang‐Wen Feng,Hongzhi Wang,Meifang Zhu,Hengda Sun,Gang Wang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:38 (6): e14904-e14904 被引量:3
标识
DOI:10.1002/adma.202514904
摘要

Efficient training of spiking neural networks (SNNs) in flexible neuromorphic hardware remains a major challenge due to the non-differentiable nature of spiking activations and the limited availability of trainable, energy-efficient device platforms. Here, a tunable textile-based vertical organic electrochemical transistor (TT-vOECT) enables implementation of surrogate gradients computation for backpropagation in SNNs. Using a solvent interdiffusion solidification spinning strategy, Plateau-Rayleigh instabilities are overcome to fabricate coaxial trilayer fibers with well-defined heterojunctions between PEDOT:PSS and BBL. The resulting TT-vOECT exhibits nonlinear transfer characteristics that closely approximate the Sigmoid derivative. A conditionally activated backpropagation (CAB) mechanism is further proposed, in which synaptic updates are gated by both surrogate gradient magnitude and input spike, is implemented using reconfigurable logic arrays based on dual TT-vOECTs. This framework enables sparse, event-driven weight updates with reduced computational overhead. Integrated into a convolutional SNN, the device-driven CAB strategy achieves high-accuracy classification of electroencephalogram signals for multiclass neurological disorder diagnosis, comparable to software baselines, while reducing computational redundancy by ≈20%. The results establish a scalable and flexible organic hardware platform for trainable neuromorphic systems with biologically inspired learning dynamics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
壮观复天完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
Wtian完成签到,获得积分10
1秒前
Gians完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
何yezi完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
nn发布了新的文献求助10
4秒前
今后应助黑默丁格采纳,获得10
4秒前
123发布了新的文献求助10
6秒前
无名氏马完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
8秒前
8秒前
超级翼发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
科研通AI6.2应助lufang采纳,获得10
10秒前
大个应助LlLly采纳,获得10
11秒前
11秒前
123完成签到,获得积分10
12秒前
宏哥完成签到,获得积分10
12秒前
橱窗发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
123关闭了123文献求助
15秒前
15秒前
16秒前
xiayil发布了新的文献求助10
17秒前
谢朝邦完成签到 ,获得积分10
19秒前
重要甜瓜完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
20秒前
orixero应助123采纳,获得10
20秒前
21秒前
21秒前
月下荷花完成签到 ,获得积分10
21秒前
风中以菱完成签到,获得积分10
21秒前
21秒前
优雅愚志完成签到,获得积分10
22秒前
22秒前
flytime1115完成签到,获得积分10
23秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Single Cell Analysis of the Tumor Microenvironment Landscape Across the Disease Spectrum of Multiple Myeloma 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场现状调查及投资机会研判报告 1000
2026年中国辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯行业市场规模及竞争格局分析报告 1000
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
The Cambridge History of China 英文版16册 600
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7330004
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8944287
关于积分的说明 18972951
捐赠科研通 6985111
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3216593
关于科研通互助平台的介绍 2383224
邀请新用户注册赠送积分活动 2196179