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相位代理人:三因子塑性和睡眠分期学习的振荡图

机器学习 2026-01-09 v1 神经与进化计算 神经元与认知

摘要

相位代理人是动态系统,其内部状态为相位图:一张由耦合的斯图亚特-兰道夫振荡器构成的加权图。斯图亚特-兰道夫振荡器是靠近 Hopf 分岔点处的最小稳定“节律发生器”(normal form);每个振荡器被视为抽象计算单元(灵感来自,但不声称其建模生物振荡 population)。在此解释下,振荡器的相位跟踪相对时序(相干性),而�幅跟踪局部 gain 或 activity。相对相位结构作为表征介质;耦合权重通过三因子 local plasticity 学习——即由稀疏 global modulator 控制的 eligibility traces,以及振荡定时的 write window——无需反向传播。振荡基质的核心挑战之一是 stability:在线权重更新可能导致网络进入不受欢迎的 regime(例如全局同步),从而坍塌表征多样性。因此,我们将 wake 标记与 offline consolidation 分离,灵感来自 synaptic tagging-and-capture 和 sleep-stage 动力学:deep-sleep-like 门控捕获安全地提交已标记的更改,而 REM-like 回放重构并扰动经验以进行规划。一套分阶段实验套件验证了每个机制的工作情况:eligibility traces 在延迟调制下保持信用;compression-progress 信号通过 timestamp-shuffle 控制;phase-coherent 检索在 noise 下达到 4 倍 diffusive baseline;wake/sleep 分离在匹配 weight-norm 预算下将 stable learning 扩展 67 百分比;REM 回放将迷宫成功率提高 +45.5 个百分点;以及一种 Tolman 风格的潜在学习信号——即在未奖励的探索后立即具备能力和 detour 优势,与 internal model 一致——从回放中涌现(Tolman, 1948)。该项目的代码和所有制品均为开源。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.04362,
  title  = {Phasor Agents: Oscillatory Graphs with Three-Factor Plasticity and Sleep-Staged Learning},
  author = {Rodja Trappe},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.04362},
  year   = {2026}
}

备注

22 pages, 14 figures