Reservoir computing based on delay-dynamical systems

Author

Appeltant, Lennert

Director

Danckaert, Jan

Fischer, Ingo

Date of defense

2012-05-22

Pages

142 p.



Department/Institute

Universitat de les Illes Balears. Departament de Física

Abstract

Today, except for mathematical operations, our brain functions much faster and more efficient than any supercomputer. It is precisely this form of information processing in neural networks that inspires researchers to create systems that mimic the brain’s information processing capabilities. In this thesis we propose a novel approach to implement these alternative computer architectures, based on delayed feedback. We show that one single nonlinear node with delayed feedback can replace a large network of nonlinear nodes. First we numerically investigate the architecture and performance of delayed feedback systems as information processing units. Then we elaborate on electronic and opto-electronic implementations of the concept. Next to evaluating their performance for standard benchmarks, we also study task independent properties of the system, extracting information on how to further improve the initial scheme. Finally, some simple modifications are suggested, yielding improvements in terms of speed or performance.

Keywords

Reservoir computing, delayed feedback systems, machine learning

Subjects

53 - Physics

Knowledge Area

Physics, Complex systems, Reservoir computing

Documents

tla1de1.pdf

18.15Mb

 

Rights

ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

This item appears in the following Collection(s)