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neurali:software_di_simulazione_reti

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neurali:software_di_simulazione_reti [2018/07/17 18:51]
profpro [Reti di terza generazione o SNN]
neurali:software_di_simulazione_reti [2020/06/08 22:20] (current)
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 +^ [[neurali:indice|{{:neurali:indice.png?60}}]] ^ [[neurali:software per reti neurali]] ^
  
 +====== Software (libero) di simulazione reti neurali======
 +
 +La simulazione computazionale del cervello può seguire due approcci diversi:
 +  * **Approccio Bottom-Up**: Si applica una risoluzione a livello cellulare (o perfino molecolare). Si descrive (matematicamente) il comportamento di un neurone e le interazioni tra neuroni. Si ottiene un sistema di equazioni differenziali percorsi da impulsi discreti (delta-impulses). Se i valori elaborati sono continui in tempo continuo, viene richiesta alta capacità di calcolo.
 +  * **Approccio Top-Down**: Si descrive una funzione cerebrale (come la visione) e si studia come viene implementata nella aree del cervello studiando i risultati degli esami di imaging funzionale. 
 +
 +Per la simulazione che si occupa di grandi reti neurali vengono utilizzati due principali strategie:
 +  - Usare un metodo di approssimazione (Runge-Kutta) con Impulsi che hanno durata proporzionale al passo discreto del simulatore
 +  - Usare un metodo di calcolo esatto, in tempo continuo, lasciando che siano gli eventi a guidare il tempo che passa.
 +Nelle reti molto grandi il tempo computazionale del miglior algoritmo di entrambe le soluzioni è direttamente proporzionale con il numero delle sinapsi, ma ogni strategia ha i propri vantaggi e svantaggi: i primi sono imprecisi e danno risultati artefatti dovuti alle approssimazioni temporali, ma possono essere applicati a qualsiasi modello neuronale (anche molto complesso)
 +Questo articolo affronta il [[neurali:modelli di neuroni|modello di neurone]] più realistico I-and-F con conduttanza sinaptica esponenziale.
 +
 +
 +===== software in studio... =====
 +https://grey.colorado.edu/emergent/index.php/Comparison_of_Neural_Network_Simulators
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 +===== Simulatori =====
 +
 +Esistono tre generazioni di reti neurali: http://www.igi.tugraz.at/psfiles/85a.pdf
 +
 +[[neurali: Reti di prima generazione]]
 +
 +[[neurali: Reti di seconda generazione]]
 +
 +====Reti di terza generazione o SNN====
 +
 +  * [[neurali:ANNarchy]] (luglio 2016)
 +  * [[neurali:SENSOPAC]]
 +  * <del>[[neurali:SpikeFORCE]]</del>
 +  * [[neurali:REALNET]]
 +
 +  * [[http://neuralensemble.org/docs/PyNN/introduction.html|PyNN]]
 +  * [[neurali:NeMo]] + [[neurali:iSpike]] + [[neurali:SpikeStream]] (da installare in questo ordine) (luglio 2015)
 +  * [[neurali:NEST]] permette una simulazione distribuita (cluster?) perché si può integrare con [[neurali:software_di_comunicazione|MIP]] (giugno 2015)
 +  * [[neurali:EDLUT]] progetto open source di reti neurali di terza generazione (spiked)
 +
 +===== software da studiare =====
 + 
 +  * octave-nnet 
 +  * python-brian 
 +  * cnrun 
 +  * scilab-ann (Scilab language)
 +  * python-pynn
 +  * xppaut
 +
 +=== Reti di neuroni===
 +Simulano pochi neuroni alla volta, personalizzando anche dettagliatamente il modello matematico e misurando tensione e corrente di membrana cellulare con un multimetro virtuale. 
 +Misurano valori continui in tempo continuo
 +
 +  * [[neurali:Neuron simulator|Neuron]] 
 +  * Python [[neurali:Brian]] (da non confondere con [[neurali:PyBrain]])
 +  * [[neurali:ANNarchy]]
 +
 +===== simulazione vita ed evoluzione =====
 +
 +  * [[http://en.wikipedia.org/wiki/CoDi|CoDi]] is a cellular automaton (CA) model for spiking neural networks (SNNs)
 +  * [[https://packages.debian.org/stable/science/achilles|Achilles]] vita, creature, cibo, in 3d (no mouse)
 +  * biogenesis, critterding