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时序编码:基于脉冲重解释的感知运动对象推断基石——千臂架构论述

神经与进化计算 2026-05-22 v1 人工智能 机器人学

摘要

千臂理论(TBT)及其开源蒙蒂框架通过感知运动来建模对象识别——通过主动移动传感器穿过物体表面,逐个接触地积累证据。当前实现将每个接触点编码为稠密浮点向量。虽然蒙蒂跟踪跨步位移并积累接触证据,但将每个接触点的特征激活模式视为无序集合——接触的顺序在表示上不承担任何意义。在TBT中,接触序列携带空间意义:知道特征A在从左向右扫过的过程中在特征B之前被感知,意味着A和B在物体上的位置信息。稠密向量丢弃了这种排序信息。我们提出用秩序脉冲数据包替代稠密向量:每个接触点产生一次短暂的神经事件脉冲,其中最强激活的神经元首先放电。连续脉冲之间的时间间隙隐式编码了传感器位移,无需显式坐标计算。一种生物学激励的学习规则(STDP)将遍历方向编码为突触权重。可学习的参数lambda调整对早期接触与近期接触的依赖程度,适应每个物体的几何形状。我们推导出三个可检验的预测,并在约450行NumPy代码中实现四个组件。三项合成实验确认核心主张:时序编码在特征相同但空间布局不同的物体上实现完美区分准确率,而稠密累积仅得知随机 chance水平;时序编码在所有测试噪声水平下保持30-50个百分点的优势;自适应lambda收敛至不同值,反映物体几何复杂度。端到端评估留给蒙蒂的YCB基准测试作后续工作。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.22206,
  title  = {Temporal Coding as a Substrate for Sensorimotor Object Inference: A Spiking Reinterpretation of Thousand Brains Architecture},
  author = {Joy Bose},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.22206},
  year   = {2026}
}

备注

18 pages, 5 figures