KR102435965B1 - System amd method for recongnizing shape of object using neural network based on unsupervised learning - Google Patents

System amd method for recongnizing shape of object using neural network based on unsupervised learning Download PDF

Info

Publication number
KR102435965B1
KR102435965B1 KR1020200185645A KR20200185645A KR102435965B1 KR 102435965 B1 KR102435965 B1 KR 102435965B1 KR 1020200185645 A KR1020200185645 A KR 1020200185645A KR 20200185645 A KR20200185645 A KR 20200185645A KR 102435965 B1 KR102435965 B1 KR 102435965B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
neural network
shape
input
sensor unit
tactile information
Prior art date
Application number
KR1020200185645A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102435965B9 (en
KR20220094434A (en
Inventor
김성필
김재훈
정운룡
김재현
박두원
Original Assignee
울산과학기술원
포항공과대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 울산과학기술원, 포항공과대학교 산학협력단 filed Critical 울산과학기술원
Priority to KR1020200185645A priority Critical patent/KR102435965B1/en
Publication of KR20220094434A publication Critical patent/KR20220094434A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102435965B1 publication Critical patent/KR102435965B1/en
Publication of KR102435965B9 publication Critical patent/KR102435965B9/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/226Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to manipulators, e.g. the force due to gripping
    • G01L5/228Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to manipulators, e.g. the force due to gripping using tactile array force sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1602Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/161Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1694Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/16Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force
    • G01L5/161Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance
    • G01L5/1623Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring several components of force using variations in ohmic resistance of pressure sensitive conductors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

실시예의 비지도 학습 기반의 신경망을 이용한 물체 형상 인식 시스템은 물체에 가해지는 촉각 정보를 감지하는 센서부와, 비지도 학습 기반의 신경망을 포함하는 인식부를 포함하고, 상기 인식부는 상기 센서부로부터 감지된 촉각 정보를 입력받아 상기 신경망에 입력하여 물체의 형상을 인식하고, 상기 신경망은 상기 센서부로부터 감지된 촉각 정보로부터 추출된 입력값을 입력층 뉴런의 막 전위에 축적하고, 상기 축적된 입력값을 기초로 스파이크 열 신호를 발생시키고, 상기 발생된 스파이크 열 신호를 이용하여 상기 입력층 뉴런과 제1 시냅스를 통해 연결된 출력층 뉴런에 정보를 전달하고, 상기 출력층 뉴런으로부터 출력되는 정보를 기초로 물체의 형상을 인식할 수 있다.
실시예는 촉각 정보를 이용함으로써, 보다 정확하고 세밀하게 물체의 형상을 인식할 수 있는 효과가 있다.
The object shape recognition system using an unsupervised learning-based neural network of the embodiment includes a sensor unit for sensing tactile information applied to an object, and a recognition unit including a neural network based on unsupervised learning, wherein the recognition unit is sensed from the sensor unit The received tactile information is input to the neural network to recognize the shape of an object, and the neural network accumulates the input value extracted from the tactile information sensed by the sensor unit in the membrane potential of the input layer neurons, and the accumulated input value generates a spike heat signal based on shape can be recognized.
The embodiment has an effect of recognizing the shape of an object more accurately and precisely by using tactile information.

Description

비지도 학습 기반의 신경망을 이용한 물체 형상 인식 시스템 및 방법{SYSTEM AMD METHOD FOR RECONGNIZING SHAPE OF OBJECT USING NEURAL NETWORK BASED ON UNSUPERVISED LEARNING}Object shape recognition system and method using neural network based on unsupervised learning

실시예는 물체의 유형을 인식하기 위한 물체 유형 인식 시스템에 관한 것이다.Embodiments relate to an object type recognition system for recognizing a type of an object.

일반적으로, 인공 지능 연구에 널리 사용되는 인공 신경망(Artificial Neural Networks: ANN)과 심층 신경망(Deep Neural Network: DNN) 기술은 이미지 처리 분야에서 전에 없던 기여를 하고 있으며, 컴퓨터 비전을 바탕으로 한 로봇 손의 조작은 시각 기능을 바탕으로 상당한 진전을 이루었음. 로봇을 통한 물체의 조작 예를 들면, 심층 신경망을 통해 로봇이 물체의 위치를 식별하고, 파지점을 예측하거나 시각적 정보를 바탕으로 물체의 유형을 분류할 수 있다.In general, Artificial Neural Networks (ANN) and Deep Neural Network (DNN) technologies, which are widely used in artificial intelligence research, are making unprecedented contributions in the field of image processing, and robotic hands based on computer vision Manipulation of the brain has made significant progress based on visual function. Manipulation of an object through a robot For example, a deep neural network enables the robot to identify an object's location, predict a gripping point, or classify an object's type based on visual information.

반면, 물체의 촉감 정보 또한 로봇이 손을 사용하여 물체를 조작할 때 필요한 매우 중요한 정보를 가지고 있지만, 그 기술 수준은 로봇 시각 분야와 비교해서 훨씬 뒤처져 있다.On the other hand, the tactile information of an object also has very important information required when a robot manipulates an object using its hands, but its technology level is far behind compared to the field of robot vision.

촉각 정보 처리를 통해 로봇은 손을 사용하여 물체를 보다 정확하고 세밀하게 파지하고 조립과 같은 정교한 조작 작업을 수행할 수 있다. Tactile information processing allows robots to use their hands to grip objects more accurately and precisely, and to perform sophisticated manipulation tasks such as assembly.

현재, 로봇을 위한 대부분의 촉각 정보 처리 방법은 압력 센서의 물리적인 신호에서 촉각 정보를 추론하기 위해 심층 신경망을 포함하는 기계 학습 방법에 의존해 왔다.Currently, most tactile information processing methods for robots have relied on machine learning methods involving deep neural networks to infer tactile information from the physical signals of pressure sensors.

하지만, 시각 피질의 구조와 기능을 모사한 심층 신경망을 이용한 로봇의 촉각 인식은 그 한계가 존재하며 인간 수준에 비해 현저히 성능이 떨어진다. 따라서, 인간의 촉각 정보처리를 가능하게 하는 체성감각 신경계에서의 작동원리를 적용한 인공 지능 알고리즘 개발이 필요한 상황이다.However, the robot's tactile recognition using a deep neural network that mimics the structure and function of the visual cortex has its limitations, and its performance is significantly lower than that of humans. Therefore, there is a need to develop an artificial intelligence algorithm that applies the operating principle of the somatosensory nervous system that enables human tactile information processing.

국내등록특허 제10-1991721호(2019.06.17.)Domestic Registered Patent No. 10-1991721 (2019.06.17.) 국내공개특허 제10-2018-0024006호(2018.02.27.)Domestic Patent Publication No. 10-2018-0024006 (2018.02.27.)

상술한 문제점을 해결하기 위해, 실시예는 물체의 유형을 효과적으로 인식하기 위한 비지도 학습 기반의 신경망을 이용한 물체 형상 인식 시스템 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems, an object of the embodiment is to provide an object shape recognition system and method using an unsupervised learning-based neural network for effectively recognizing a type of an object.

실시예의 비지도 학습 기반의 신경망을 이용한 물체 형상 인식 시스템은 물체에 가해지는 촉각 정보를 감지하는 센서부와, 비지도 학습 기반의 신경망을 포함하는 인식부를 포함하고, 상기 인식부는 상기 센서부로부터 감지된 촉각 정보를 입력받아 상기 신경망에 입력하여 물체의 형상을 인식하고, 상기 신경망은 상기 센서부로부터 감지된 촉각 정보로부터 추출된 입력값을 입력층 뉴런의 막 전위에 축적하고, 상기 축적된 입력값을 기초로 스파이크 열 신호를 발생시키고, 상기 발생된 스파이크 열 신호를 이용하여 상기 입력층 뉴런과 제1 시냅스를 통해 연결된 출력층 뉴런에 정보를 전달하고, 상기 출력층 뉴런으로부터 출력되는 정보를 기초로 물체의 형상을 인식할 수 있다.The object shape recognition system using an unsupervised learning-based neural network of the embodiment includes a sensor unit for sensing tactile information applied to an object, and a recognition unit including a neural network based on unsupervised learning, wherein the recognition unit is sensed from the sensor unit The received tactile information is input to the neural network to recognize the shape of an object, and the neural network accumulates the input value extracted from the tactile information sensed by the sensor unit in the membrane potential of the input layer neurons, and the accumulated input value Generates a spike heat signal based on shape can be recognized.

상기 센서부는 상기 물체에 가해지는 압력을 감지하여 촉각 정보를 감지하고, 상기 압력 범위는 10Pa 내지 140kPa를 포함할 수 있다.The sensor unit may sense pressure applied to the object to sense tactile information, and the pressure range may include 10Pa to 140kPa.

상기 센서부는 상기 물체에 가까워짐에 따라 발생되는 전류 및 저항 값을 이용하여 압력을 감지할 수 있다.The sensor unit may sense the pressure by using a current and a resistance value generated as the object approaches the object.

상기 신경망에 입력되는 입력값은 전류값일 수 있다.An input value input to the neural network may be a current value.

상기 신경망은 상기 스파이크 열 신호는 상기 축적된 값이 임계값이 이상이면 발생될 수 있다.The neural network may generate the spike heat signal when the accumulated value is greater than or equal to a threshold value.

상기 스파이크 열 신호는 0 또는 1을 포함하는 이진수로 표현될 수 있다.The spike column signal may be expressed as a binary number including 0 or 1.

상기 임계값은 25mV 내지 35mV를 포함할 수 있다.The threshold may include 25mV to 35mV.

상기 입력 전류는 시냅스 전류, 센서부로부터 들어오는 외부 자극 전류 및 가우시안 노이즈를 이용하여 측정될 수 있다.The input current may be measured using a synaptic current, an external stimulus current coming from the sensor unit, and Gaussian noise.

상기 인식부는 상기 스파이크 열 신호의 추적을 통해 상기 제1 시냅스의 강도를 제어할 수 있다.The recognition unit may control the strength of the first synapse by tracking the spike heat signal.

상기 인식부는 상기 스파이크 열 신호가 없는 뉴런의 가중치는 감소시킬 수 있다.The recognition unit may reduce a weight of a neuron without the spike heat signal.

상기 출력층 뉴런은 복수개를 포함하고, 상기 출력층 뉴런들은 제2 시냅스를 통해 연결될 수 있다.The output layer neurons may include a plurality, and the output layer neurons may be connected through a second synapse.

또한, 실시예는 물체 형상 인식 시스템에서 수행되는 물체 형상 인식 방법에 있어서, 물체에 가해지는 촉각 정보를 감지하는 단계와, 상기 감지된 촉각 정보를 비지도 학습 기반의 신경망에 입력으로 하여 물체의 형상을 인식하는 단계를 포함하고, 상기 신경망은 상기 감지된 촉각 정보로부터 추출된 입력값을 입력층 뉴런의 막 전위에 축적하고, 상기 축적된 값을 기초로 스파이크 열 신호를 발생시키고, 상기 발생된 스파이크 열 신호를 이용하여 상기 입력층 뉴런과 제1 시냅스를 통해 연결된 출력층 뉴런에 정보를 전달하고, 상기 출력층 뉴런으로부터 출력되는 정보를 기초로 물체의 형상을 인식할 수 있다.In addition, the embodiment provides an object shape recognition method performed in an object shape recognition system, the steps of detecting tactile information applied to an object, and inputting the sensed tactile information to an unsupervised learning-based neural network to form an object and the neural network accumulates the input value extracted from the sensed tactile information in the membrane potential of the input layer neurons, generates a spike heat signal based on the accumulated value, and the generated spike Information may be transmitted to the input layer neuron and the output layer neuron connected through a first synapse using the thermal signal, and the shape of the object may be recognized based on the information output from the output layer neuron.

실시예는 촉각 정보를 이용함으로써, 보다 정확하고 세밀하게 물체의 형상을 인식할 수 있는 효과가 있다.The embodiment has an effect of recognizing the shape of an object more accurately and precisely by using tactile information.

또한, 실시예는 스파이크 열 신호를 추적을 기반으로 한 신경망을 이용함으로써, 학습을 위한 계산량을 현저하게 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the embodiment has the effect of remarkably reducing the amount of computation for learning by using a neural network based on tracking the spike heat signal.

도 1은 실시예에 따른 비지도 학습 기반의 신경망을 이용한 물체 형상 인식 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 2는 센서부가 장착되는 로봇 그리퍼를 나타낸 도면이다.
도 3은 실시예에 따른 비지도 학습 기반의 신경망을 나타낸 도면이다.
도 4는 센서부에서 출력되는 신호를 나타낸 그래프이다.
도 5는 비지도 학습을 통한 스파이킹 신경망의 학습 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 스파이킹 신경망을 통한 물체의 분류를 나타낸 그래프이다.
도 7은 실시예에 따른 비지도 학습 기반의 신경망을 이용한 물체 형상 인식 방법을 나타낸 순서도이다.
1 is a block diagram illustrating an object shape recognition system using a neural network based on unsupervised learning according to an embodiment.
2 is a view showing a robot gripper to which a sensor unit is mounted.
3 is a diagram illustrating a neural network based on unsupervised learning according to an embodiment.
4 is a graph illustrating a signal output from a sensor unit.
5 is a graph showing a learning result of a spiking neural network through unsupervised learning.
6 is a graph illustrating object classification through a spiking neural network.
7 is a flowchart illustrating an object shape recognition method using a neural network based on unsupervised learning according to an embodiment.

이하, 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the embodiment will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 실시예에 따른 비지도 학습 기반의 신경망을 이용한 물체 형상 인식 시스템을 나타낸 블록도이고, 도 2는 센서부가 장착되는 로봇 그리퍼를 나타낸 도면이고, 도 3은 실시예에 따른 비지도 학습 기반의 신경망을 나타낸 도면이고, 도 4는 센서부에서 출력되는 신호를 나타낸 그래프이고, 도 5는 비지도 학습을 통한 스파이킹 신경망의 학습 결과를 나타낸 그래프이고, 도 6은 스파이킹 신경망을 통한 물체의 분류를 나타낸 그래프이다.1 is a block diagram illustrating an object shape recognition system using a neural network based on unsupervised learning according to an embodiment, FIG. 2 is a diagram showing a robot gripper equipped with a sensor unit, and FIG. of the neural network, Figure 4 is a graph showing the signal output from the sensor unit, Figure 5 is a graph showing the learning result of the spiking neural network through unsupervised learning, Figure 6 is the object through the spiking neural network It is a graph showing classification.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 물체 형상 인식 시스템은 센서부(100)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the object shape recognition system according to the embodiment may include a sensor unit 100 .

센서부(100)는 물체에 가해지는 정보를 감지할 수 있다. 센서부(100)는 촉각 정보를 센싱하는 촉각 센서일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 센서부(100)는 로봇에 장착될 수 있다. 로봇은 물체를 파지하여 물체를 옮기거나 조립하는 동작을 수행할 수 있다.The sensor unit 100 may sense information applied to the object. The sensor unit 100 may be a tactile sensor that senses tactile information, but is not limited thereto. The sensor unit 100 may be mounted on the robot. The robot may grasp the object and perform an action of moving or assembling the object.

도 2에 도시된 바와 같이, 센서부(100)는 로봇(10)의 그리퍼에 장착될 수 있다. 센서부(100)는 서로 마주보는 그리퍼에 장착될 수 있다. 이를 위해 센서부(100)는 복수개가 마련될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the sensor unit 100 may be mounted on a gripper of the robot 10 . The sensor unit 100 may be mounted on grippers facing each other. For this purpose, a plurality of sensor units 100 may be provided.

각각의 센서부(100)는 우레탄 스펀지 내부에 7X3 배열의 21채널의 센서를 가지도록 이루어질 수 있다. 센서 픽셀의 크기는 3mm*3mm (2.36 pixels/cm2)일 수 있으며, 센서 활동 압력 범위는 최소 10Pa 내지 최대 140kPa 일 수 있다.Each sensor unit 100 may be formed to have a sensor of 21 channels in a 7X3 array inside the urethane sponge. The size of the sensor pixel may be 3mm*3mm (2.36 pixels/cm 2 ), and the sensor active pressure range may be a minimum of 10Pa and a maximum of 140kPa.

로봇(10) 그리퍼는 물체(20)를 파지하기 위해 물체(20)에 가깝게 이동하고 센서부(100)는 물체(20)에 가해지는 압력에 따라 폴리 우레탄 스펀지 내부의 센서 간의 거리가 가까워짐에 따라 수직 방향의 전도가 증가(전류 증가, 저항 감소)하여 압력을 감지할 수 있다. 물체(20)는 일예로, 삼각 기둥, 원기둥, 다각 기둥 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.As the robot 10 gripper moves closer to the object 20 to grip the object 20 and the sensor unit 100 increases the distance between the sensors inside the polyurethane sponge according to the pressure applied to the object 20, By increasing the conduction in the vertical direction (increasing current, decreasing resistance), pressure can be sensed. The object 20 may include, for example, a triangular pole, a cylindrical pole, a polygonal pole, and the like, but is not limited thereto.

도 1로 돌아가서, 실시예에 따른 물체 형상 인식 시스템은 인식부(300)를 포함할 수 있다.Returning to FIG. 1 , the object shape recognition system according to the embodiment may include the recognition unit 300 .

인식부(300)는 센서부(100)로부터 감지된 촉각 정보를 이용하여 물체의 형상을 인식할 수 있다.The recognition unit 300 may recognize the shape of an object by using the tactile information sensed by the sensor unit 100 .

인식부(300)는 신경망(200)을 포함할 수 있다. 일예로, 신경망(200)은 비지도 학습 기반의 신경망일 수 있다. 일예로, 신경망(200)은 스파이킹 신경망을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The recognition unit 300 may include a neural network 200 . For example, the neural network 200 may be an unsupervised learning-based neural network. As an example, the neural network 200 may include a spiking neural network, but is not limited thereto.

신경망(200)은 센서부(100)에서 감지된 촉각 정보를 수집하면서 학습이 동시에 이루어질 수 있다.The neural network 200 may simultaneously learn while collecting tactile information sensed by the sensor unit 100 .

도 3에 도시된 바와 같이, 신경망(200)은 입력층(210)과 출력층(220)을 포함할 수 있다. 입력층(210)은 2개 이상의 입력층을 가지도록 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 이와 마찬가지로 출력층(220)도 2개의 상의 출력층을 가지도록 형성될 수 있다. 실시예에서는 하나의 입력층(210)과 하나의 출력층(220)으로 이루어진 구조의 신경망(200)에 대해 설명하기로 한다.As shown in FIG. 3 , the neural network 200 may include an input layer 210 and an output layer 220 . The input layer 210 may be formed to have two or more input layers, but is not limited thereto. Similarly, the output layer 220 may be formed to have two-phase output layers. In the embodiment, the neural network 200 having a structure including one input layer 210 and one output layer 220 will be described.

입력층(210)에는 복수의 뉴런들을 포함할 수 있다. 출력층(220)은 제1 시냅스(230)를 통해 입력층(210)과 연결될 수 있다. 제1 시냅스(230)는 흥분성 시냅스일 수 있다. 출력층(220)은 복수의 뉴런들을 포함할 수 있다. 실시예에서는 출력층(220) 뉴런의 개수를 물체의 종류의 개수와 동일하게 설정하였다.The input layer 210 may include a plurality of neurons. The output layer 220 may be connected to the input layer 210 through the first synapse 230 . The first synapse 230 may be an excitatory synapse. The output layer 220 may include a plurality of neurons. In the embodiment, the number of neurons in the output layer 220 is set to be the same as the number of types of objects.

출력층(220) 뉴런들은 제2 시냅스(240)에 의해 연결될 수 있다. 제2 시냅스(240)는 억제성 시냅스일 수 있다. Neurons of the output layer 220 may be connected by a second synapse 240 . The second synapse 240 may be an inhibitory synapse.

입력층(210) 뉴런들은 로봇 그리퍼에 부착된 42(21*2)개의 센서(110)에 대응하는 개수로 형성될 수 있다. 물론 그 개수는 한정되지 않는다.The input layer 210 neurons may be formed in a number corresponding to 42 (21 * 2) sensors 110 attached to the robot gripper. Of course, the number is not limited.

센서부(100)로부터 추출된 입력값은 입력층(210) 뉴런의 막 전위에 축적될 수 있다. 입력값은 전류값일 수 있다. 입력층(210) 뉴런들은 막 전위에 축적된 막 전위가 임계값(Threshold) 이상일 경우 스파이크를 발화시켜 스파이크 열신호를 생성시킬 수 있다. 여기서, 임계값은 25mV 내지 35mV의 범위 내에서 설정할 수 있으며, 35mV일 수 있다. 임계값은 이에 한정되지 않는다.The input value extracted from the sensor unit 100 may be accumulated in the membrane potential of the neurons of the input layer 210 . The input value may be a current value. The neurons of the input layer 210 may generate a spike thermal signal by igniting a spike when the membrane potential accumulated in the membrane potential is greater than or equal to a threshold value. Here, the threshold may be set within the range of 25 mV to 35 mV, and may be 35 mV. The threshold value is not limited thereto.

스파이크 열 신호는 이진 값으로 설정될 수 있다. 스파이크가 발생할 경우, 1의 신호를 생성할 수 있으며, 스파이크가 발생하지 않을 경우 0의 신호를 생성할 수 있다.The spike column signal may be set to a binary value. When a spike occurs, a signal of 1 can be generated, and when no spike occurs, a signal of 0 can be generated.

상기와 같이 생성된 스파이크 열 신호는 제1 시냅스(230)를 통해 출력층 뉴런으로 전달될 수 있다.The spike heat signal generated as described above may be transmitted to the output layer neuron through the first synapse 230 .

출력층 뉴런(220)으로 전달된 스파이크 열 신호는 출력층 뉴런(220)들을 연결하고 있는 제2 시냅스(240)에 의해 스파이크 열 신호를 서로 교환하고, 이후 최종 출력 신호를 출력하게 된다. 따라서, 출력된 신호를 기초로 물체의 형상을 인식하게 된다.The spike heat signal transmitted to the output layer neurons 220 exchanges the spike heat signal with each other by the second synapse 240 connecting the output layer neurons 220 , and then outputs a final output signal. Accordingly, the shape of the object is recognized based on the output signal.

출력층 뉴런(220)은 인식하고자 하는 물체와 동일한 수로 설정될 수 있으며, 각 출력층 뉴런(220)은 형상 정보를 가지고 있다. 따라서, 어느 출력층 뉴런(220)에서 신호가 출력되는 지에 따라 물체가 어떤 형상인지를 판단할 수 있게 된다.The number of output layer neurons 220 may be set equal to the number of objects to be recognized, and each output layer neuron 220 has shape information. Therefore, it is possible to determine the shape of the object according to which output layer neuron 220 outputs the signal.

[실시예에 사용된 알고리즘][Algorithm used in Examples]

실시예에서는 이즈키비치 모델(Izhikevich model)을 이용하여 생물학적 신경 세포의 막 전위의 생성을 모사하였다. 여기서, 이하에서 지칭하는 시냅스는 제1 시냅스와 제2 시냅스 모두에게 적용될 수 있다.In the Examples, the generation of membrane potentials of biological neurons was simulated using the Izhikevich model. Here, the synapses referred to below may be applied to both the first synapse and the second synapse.

막 전위(v)는 수학식 1 내지 3과 같이 외부 자극 전류(I) 및 복구 변수(u)를 포함하는 비선형 미분 방정식에 따라 업데이트될 수 있다.The membrane potential (v) can be updated according to a nonlinear differential equation including the external stimulation current (I) and the recovery variable (u) as shown in Equations 1 to 3.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112020142490534-pat00001
Figure 112020142490534-pat00001

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112020142490534-pat00002
Figure 112020142490534-pat00002

[수학식 3][Equation 3]

Figure 112020142490534-pat00003
Figure 112020142490534-pat00003

외부 자극 또는 이전 뉴런의 시냅스 전류는 I를 통해 전달될 수 있다. 뉴런은 막 전위에 입력 전류를 축적하고, 임계 전압 30mV를 초과할 때 스파이크 신호를 발생시킨 후 시냅스를 통해 다음 층의 뉴런으로 전달할 수 있다.External stimuli or synaptic currents from previous neurons can be transmitted through I. Neurons accumulate an input current at a membrane potential, generate a spike signal when a threshold voltage of 30 mV is exceeded, and then transmit it to the next layer of neurons via a synapse.

뉴런간 이진 값(1: 스파이크 발생, 0: 스파이크 미 발생)을 포함하는 스파이크 열 신호를 통해 뉴런들 사이의 정보 전달을 구현할 수 있다.Information transfer between neurons can be implemented through a spike heat signal including a binary value between neurons (1: spike occurs, 0: spike does not occur).

이즈키비치 모델의 매개변수들은 발화 뉴런(Regular Spiking Neuron)의 속성을 사용하도록 설정될 수 있다.The parameters of the Izkivic model can be set using properties of the Regular Spiking Neuron.

표 1. 발화 뉴런의 매개변수 설정Table 1. Parameter settings of firing neurons

Figure 112020142490534-pat00004
Figure 112020142490534-pat00004

[스파이킹 신경망의 학습][Learning of spiking neural networks]

입력 전류 Iinput은 시냅스 전류 Isyn 센서 신호로부터 들어오는 외부 자극 전류 Isens 및 가우시안 노이즈(

Figure 112020142490534-pat00005
)로 구성될 수 있다.The input current I input is the synaptic current I syn The external stimulus current I sens and Gaussian noise (
Figure 112020142490534-pat00005
) may consist of

[수학식 4][Equation 4]

Figure 112020142490534-pat00006
Figure 112020142490534-pat00006

Wij는 시냅스 전 뉴런(Presynaptic neuron) i와 시냅스 후 뉴런(Postsynaptic neuron) j의 연결 강도를 나타내는 시냅스 강도일 수 있다. g+ 와 g- 는 각각 흥분성 시냅스(제1 시냅스)와 억제성 시냅스(제2 시냅스)를 의미할 수 있다.W ij may be a synaptic strength indicating a connection strength between a presynaptic neuron i and a postsynaptic neuron j. g+ and g- may mean an excitatory synapse (first synapse) and an inhibitory synapse (second synapse), respectively.

[수학식 5][Equation 5]

Figure 112020142490534-pat00007
Figure 112020142490534-pat00007

센서 신호로부터 입력되는 신호는 다음과 같이, 스케일 팩터(실시예에서는 k=0.01로 설정)를 통해 외부 자극 전류로 사용할 수 있다.A signal input from the sensor signal can be used as an external stimulation current through a scale factor (k=0.01 in the embodiment) as follows.

[수학식 6][Equation 6]

Figure 112020142490534-pat00008
Figure 112020142490534-pat00008

시냅스 강도는 STDP(Spike-timing-dependent Plasticity) 알고리즘을 통해 입력 데이터에 대하여 학습될 수 있다. STDP는 시냅스 후 뉴런이 시냅스 전 뉴런 직루에 반응할 때에만 뉴런 쌍 사이의 연결 강도를 증가시킬 수 있다. STDP는 각 출력층 뉴런들이 특정 물체의 정보를 인코딩하도록 하는데 중요한 역할을 할 수 있다. The synaptic strength may be learned on input data through a spike-timing-dependent plasticity (STDP) algorithm. STDP can increase the strength of connections between pairs of neurons only when the post-synaptic neuron responds to the pre-synaptic neuron. STDP can play an important role in allowing each output layer neurons to encode information about a specific object.

종래 STDP 알고리즘은 계산량이 상당히 많았으나, 실시예에서는 STDP 알고리즘을 직접 사용하는 대신 스파이크 추적을 기반으로 한 STDP를 구현하였다.The conventional STDP algorithm has a large amount of computation, but in the embodiment, the STDP based on the spike tracking is implemented instead of using the STDP algorithm directly.

스파이크 추적의 식은 수학식 7과 같다.The spike tracking equation is Equation 7.

[수학식 7][Equation 7]

Figure 112020142490534-pat00009
Figure 112020142490534-pat00009

여기서, yi는 시냅스 전 뉴런의 스파이크 추적을 나타내고,

Figure 112020142490534-pat00010
는 시냅스 전 뉴런이 스파이크를 발생시킨 시간을 나타내고,
Figure 112020142490534-pat00011
는 상수를 의미할 수 있다. 스파이크 추적은 시냅스 전 뉴런의 스파이크가 발생하지 않으면 지속적으로 감소할 수 있다.where y i represents the spike trace of the presynaptic neuron,
Figure 112020142490534-pat00010
represents the time the presynaptic neuron generated a spike,
Figure 112020142490534-pat00011
may mean a constant. Spike tracking can be continuously reduced if presynaptic neuron spikes do not occur.

실시예에서는 쌍 기반 STDP 학습법에 의해 시냅스 강도를 학습할 수 있다. 도 8은 뉴런의 가중치를 증가시키는 식을 나타내며 도 9는 뉴런의 가중치를 감소시키는 식을 의미할 수 있다.In an embodiment, synaptic strength may be learned by a pair-based STDP learning method. 8 illustrates an expression for increasing the weight of a neuron, and FIG. 9 may indicate an expression for decreasing the weight of a neuron.

[수학식 8][Equation 8]

Figure 112020142490534-pat00012
Figure 112020142490534-pat00012

[수학식 9][Equation 9]

Figure 112020142490534-pat00013
Figure 112020142490534-pat00013

λ는 학습률을 나타내고 yi와 yj는 각각 시냅스 전 뉴런과 후 뉴런의 스파이크 자취를 나타낼 수 있다. (1-Wij)와 Wij는 생물학적 특성을 모방하기 위해 0 내지 1의 범위에서 시냅스 강도가 유지되도록 모델링 될 수 있다.λ represents the learning rate, and y i and y j may represent the spike traces of pre-synaptic neurons and post-synaptic neurons, respectively. (1-W ij ) and W ij can be modeled such that synaptic strength is maintained in the range of 0 to 1 to mimic biological properties.

시냅스 후 뉴런이 발화하면(

Figure 112020142490534-pat00014
) 학습 규칙에 따라 시냅스 강도는 시냅스 전 스파이크 자취(yi)에 비례하여 증가할 수 있다. 이와 다르게, 시냅스 전 뉴런이 발화하면(
Figure 112020142490534-pat00015
) 시냅스 후 스파이크 자취(yi(t))에 비례하여 강도가 감소할 수 있다.When a post-synaptic neuron fires (
Figure 112020142490534-pat00014
) according to the learning rule, the synaptic strength can increase in proportion to the presynaptic spike trace (y i ). In contrast, when a presynaptic neuron fires (
Figure 112020142490534-pat00015
) may decrease in intensity proportional to the post-synaptic spike trace (y i (t)).

실시예에서 사용된 쌍 기반 STDP 기법은 발화하지 않는 뉴런의 가중치를 점차적으로 감소시킬 수 있으며, 이는 총 가중치 합계의 무분별한 증가를 방지하고 개별 출력층 뉴런들 간의 유사성을 감소시켜 효과적으로 학습시킬 수 있다.The pair-based STDP technique used in the embodiment can gradually reduce the weight of non-firing neurons, which prevents an indiscriminate increase in the sum of total weights and reduces the similarity between individual output layer neurons, thereby effectively learning.

[스파이킹 신경망 및 학습 알고리즘 검증을 위한 로봇 파지 실험][Robot grip experiment to verify spiking neural network and learning algorithm]

로봇 파지 실험은 선택된 각기 모양이 다른 3종의 기둥형 막대 자극물에 대해 수행되었다. 물체의 파지는 파지 단계(grasp phase)와 해제 단계(release phase)로 구성될 수 있다.Robot gripping experiments were performed on three selected columnar rod stimuli of different shapes. The gripping of an object may consist of a grasp phase and a release phase.

도 4에 도시된 바와 같이, 촉각 센서는 2개의 로봇 그리퍼 손가락에 각각 부착되었으며, 각 손가락에 7X3 배열 형태로 21개의 채널을 포함하여 총 42개의 다 채널 시계열 데이터가 수집될 수 있다. 파지 실험은 각 물체에 대해 13회식 반복하였다.As shown in FIG. 4 , the tactile sensor is attached to two robot gripper fingers, respectively, and a total of 42 multi-channel time series data can be collected including 21 channels in a 7X3 arrangement on each finger. The gripping experiment was repeated 13 times for each object.

센서의 픽셀 크기는 3mm*3mm(2.36 pixels/cm2) 이고, 센서 활동의 압력 범위는 최소 10Pa 내지 최대 140kPa로 설정할 수 있다.The pixel size of the sensor is 3mm*3mm (2.36 pixels/cm 2 ), and the pressure range of the sensor activity can be set from a minimum of 10Pa to a maximum of 140kPa.

[실험 결과][Experiment result]

실시예에서는 스파이킹 신경망이 학습 후 센서에서 전달되는 물체의 촉감 정보가 얼마나 잘 반영하는지 평가하면서 다양한 물체의 파지 데이터를 학습시켰다.In the embodiment, the spiking neural network learned grip data of various objects while evaluating how well the tactile information of the object transmitted from the sensor was reflected after learning.

도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 시냅스 강도는 촉각 센서 신호의 진폭 패턴의 방향으로 학습되었음을 알 수 있다.As shown in FIGS. 5A and 5B , it can be seen that the synaptic strength was learned in the direction of the amplitude pattern of the tactile sensor signal.

도 5c에 도시된 바와 같이, 학습률(λ)을 0.001로 설정하고, 모델을 반복 회수(Iteration)을 30회로 설정하였을 경우, 시냅스 가중치가 수렴하였다. 여기서, 학습률 및 반복 회수는 일정 범위 내에서 변경하면서 실험하였다.As shown in Figure 5c, when the learning rate (λ) is set to 0.001 and the number of iterations of the model is set to 30, the synaptic weights converge. Here, the learning rate and the number of repetitions were experimented while changing within a certain range.

쌍 기반 STDP 학습을 통해 측면 억제 및 가중치 감소를 테스트 해 보았을 때, 결과적으로 하나의 출력층 뉴런이 활성화되었을 때 자신을 제외한 다른 출력층 뉴런의 활동을 억제함을 통해 승자 독식(winner-takes-all, WTA) 형태의 경쟁 학습 효과를 보임을 알 수 있다. 여기서, 경쟁 학습은 하나의 입력 패턴에 대하여 단 하나의 출력 뉴런만이 학습을 독식하는 형태일 수 있다.When we tested lateral inhibition and weight reduction through pair-based STDP learning, as a result, when one output layer neuron was activated, it suppressed the activity of other output layer neurons except itself, resulting in winner-takes-all (WTA). ) form of competitive learning effect. Here, the competitive learning may be a form in which only one output neuron monopolizes learning with respect to one input pattern.

도 6에 도시된 바와 같이, 학습 전/후 출력 뉴런의 발화 활동 변화를 통해 모델이 학습을 통해 특정 감각 입력에 반응하여 독점적으로 발화하는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 6 , it can be seen that the model speaks exclusively in response to a specific sensory input through learning through the change in the firing activity of the output neurons before and after learning.

결과적으로, 실시예의 형상 인식 시스템은 스파이킹 신경망이 촉각 센서 신호로부터 별개의 자극물에 대한 촉감적 형태를 구별할 수 있음을 알 수 있다.As a result, it can be seen that the shape recognition system of the embodiment can distinguish the spiking neural network from the tactile sensor signal to the tactile shape for a separate stimulus.

도 7은 실시예에 따른 비지도 학습 기반의 신경망을 이용한 물체 형상 인식 방법을 나타낸 순서도이다.7 is a flowchart illustrating an object shape recognition method using a neural network based on unsupervised learning according to an embodiment.

도 7을 참조하면, 실시예에 따른 비지도 학습 기반의 신경망을 이용한 물체 형상 인식 방법은 물체에 가해지는 촉각 정보를 감지하는 단계(S100)와, 상기 감지된 촉각 정보를 비지도 학습 기반의 신경망에 입력으로 하여 물체의 형상을 인식하는 단계(S200)를 포함할 수 있다. 여기서, 물체 형상 인식 방법은 물체 형상 인식 시스템에서 수행될 수 있다.Referring to FIG. 7 , the method for recognizing an object shape using a neural network based on unsupervised learning according to an embodiment includes the steps of sensing tactile information applied to an object (S100), and applying the sensed tactile information to the neural network based on unsupervised learning. It may include a step (S200) of recognizing the shape of the object by inputting to the . Here, the object shape recognition method may be performed in an object shape recognition system.

물체에 가해지는 촉각 정보를 감지하는 단계(S100)는 로봇 그리퍼에 장착된 촉각 센서로부터 수집될 수 있다. Sensing the tactile information applied to the object ( S100 ) may be collected from a tactile sensor mounted on the robot gripper.

물체에 가해지는 촉각 정보를 감지하는 단계(S100)는 물체에 가해지는 압력에 따라 센서들 간의 거리가 가까워짐에 따라 수직 방향의 전도가 증가(전류 증가, 저항 감소)하여 감지된 압력 정보일 수 있다.Sensing the tactile information applied to the object (S100) may be pressure information sensed by increasing the conduction in the vertical direction (increase current, decrease resistance) as the distance between the sensors increases according to the pressure applied to the object. .

감지된 촉각 정보를 비지도 학습 기반의 신경망에 입력으로 하여 물체의 형상을 인식하는 단계(S200)는 스파이킹 신경망을 이용하여 물체의 형상을 인식할 수 있다.The step of recognizing the shape of the object by inputting the sensed tactile information to the unsupervised learning-based neural network ( S200 ) may recognize the shape of the object using the spiking neural network.

스파이킹 신경망은 상기 감지된 촉각 정보로부터 추출된 입력값을 입력층 뉴런의 막 전위에 축적하고, 상기 축적된 값을 기초로 스파이크 열 신호를 발생시키고, 상기 발생된 스파이크 열 신호를 이용하여 상기 입력층 뉴런과 제1 시냅스를 통해 연결된 출력층 뉴런에 정보를 전달할 수 있다.The spiking neural network accumulates the input value extracted from the sensed tactile information in the membrane potential of the input layer neurons, generates a spike heat signal based on the accumulated value, and uses the generated spike heat signal to input the input value. Information can be transmitted to the layer neuron and the output layer neuron connected through the first synapse.

감지된 촉각 정보를 비지도 학습 기반의 신경망에 입력으로 하여 물체의 형상을 인식하는 단계(S200)는 신경망에 발생하는 스파이킹 열 신호를 추적하여 뉴런의 가중치를 조정함으로써, 물체 형상의 인식률을 높일 수 있다.The step of recognizing the shape of an object by inputting the sensed tactile information to the neural network based on unsupervised learning (S200) is to track the spiking heat signal generated in the neural network and adjust the weight of the neurons to increase the recognition rate of the object shape. can

상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 실시예의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 실시예는 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the drawings and embodiments, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made to the embodiments without departing from the spirit of the embodiments described in the claims below. will be able

100: 센서부
200: 신경망
210: 입력층 뉴런
220: 출력층 뉴런
230: 제1 시냅스
240: 제2 시냅스
300: 인식부
100: sensor unit
200: neural network
210: input layer neurons
220: output layer neuron
230: first synapse
240: second synapse
300: recognition unit

Claims (12)

물체에 가해지는 촉각 정보를 감지하는 센서부; 및
비지도 학습 기반의 신경망을 포함하는 인식부를 포함하고,
상기 인식부는 상기 센서부로부터 감지된 촉각 정보를 입력받아 상기 신경망에 입력하여 물체의 형상을 인식하고,
상기 신경망은 상기 센서부로부터 감지된 촉각 정보로부터 추출된 입력값을 입력층 뉴런의 막 전위에 축적하고, 상기 축적된 입력값을 기초로 스파이크 열 신호를 발생시키고, 상기 발생된 스파이크 열 신호를 이용하여 상기 입력층 뉴런과 제1 시냅스를 통해 연결된 출력층 뉴런에 정보를 전달하고, 상기 출력층 뉴런으로부터 출력되는 정보를 기초로 물체의 형상을 인식하는 물체 형상 인식 시스템.
a sensor unit for sensing tactile information applied to an object; and
It includes a recognition unit including a neural network based on unsupervised learning,
The recognition unit receives the tactile information sensed from the sensor unit and inputs it to the neural network to recognize the shape of the object,
The neural network accumulates the input value extracted from the tactile information sensed from the sensor unit at the membrane potential of the input layer neurons, generates a spike heat signal based on the accumulated input value, and uses the generated spike heat signal an object shape recognition system for transmitting information to an output layer neuron connected through a first synapse with the input layer neuron, and recognizing the shape of an object based on the information output from the output layer neuron.
제1항에 있어서,
상기 센서부는 상기 물체에 가해지는 압력을 감지하여 촉각 정보를 감지하고, 상기 압력 범위는 10Pa 내지 140kPa를 포함하는 물체 형상 인식 시스템.
According to claim 1,
The sensor unit senses pressure applied to the object to sense tactile information, and the pressure range is 10Pa to 140kPa.
제2항에 있어서,
상기 센서부는 상기 물체에 가까워짐에 따라 발생되는 전류 및 저항 값을 이용하여 압력을 감지하는 물체 형상 인식 시스템.
3. The method of claim 2,
The sensor unit is an object shape recognition system that senses pressure by using a current and a resistance value generated as the object approaches the object.
제3항에 있어서,
상기 신경망에 입력되는 입력값은 전류값인 물체 형상 인식 시스템.
4. The method of claim 3,
An object shape recognition system in which the input value input to the neural network is a current value.
제1항에 있어서,
상기 스파이크 열 신호는 상기 축적된 입력값이 임계값이 이상이면 발생되는 물체 형상 인식 시스템.
According to claim 1,
The spike heat signal is generated when the accumulated input value is greater than or equal to a threshold value.
제5항에 있어서,
상기 스파이크 열 신호는 0 또는 1을 포함하는 이진수로 표현되는 물체 형상 인식 시스템.
6. The method of claim 5,
wherein the spike column signal is expressed as a binary number including 0 or 1 in an object shape recognition system.
제5항에 있어서,
상기 임계값은 25mV 내지 35mV를 포함하는 물체 형상 인식 시스템.
6. The method of claim 5,
The threshold value is an object shape recognition system including 25mV to 35mV.
제3항에 있어서,
상기 입력값은 시냅스 전류, 센서부로부터 들어오는 외부 자극 전류 및 가우시안 노이즈를 이용하여 측정되는 물체 형상 인식 시스템.
4. The method of claim 3,
The input value is an object shape recognition system that is measured using a synaptic current, an external stimulus current coming from the sensor unit, and Gaussian noise.
제1항에 있어서,
상기 인식부는 상기 스파이크 열 신호의 추적을 통해 상기 제1 시냅스의 강도를 제어하는 물체 형상 인식 시스템.
According to claim 1,
The recognition unit is an object shape recognition system for controlling the strength of the first synapse through the tracking of the spike heat signal.
제1항에 있어서,
상기 인식부는 상기 스파이크 열 신호가 없는 뉴런의 가중치는 감소시키는 물체 형상 인식 시스템.
According to claim 1,
The recognition unit reduces the weight of neurons without the spike heat signal.
제1항에 있어서,
상기 출력층 뉴런은 복수개를 포함하고, 상기 출력층 뉴런들은 제2 시냅스를 통해 연결되는 물체 형상 인식 시스템.
According to claim 1,
The output layer neurons include a plurality, and the output layer neurons are connected through a second synapse.
물체 형상 인식 시스템에서 수행되는 물체 형상 인식 방법에 있어서,
물체에 가해지는 촉각 정보를 감지하는 단계; 및
상기 감지된 촉각 정보를 비지도 학습 기반의 신경망에 입력으로 하여 물체의 형상을 인식하는 단계를 포함하고,
상기 신경망은 상기 감지된 촉각 정보로부터 추출된 입력값을 입력층 뉴런의 막 전위에 축적하고, 상기 축적된 값을 기초로 스파이크 열 신호를 발생시키고, 상기 발생된 스파이크 열 신호를 이용하여 상기 입력층 뉴런과 제1 시냅스를 통해 연결된 출력층 뉴런에 정보를 전달하고, 상기 출력층 뉴런으로부터 출력되는 정보를 기초로 물체의 형상을 인식하는 물체 형상 인식 방법.
A method for recognizing an object shape performed in an object shape recognition system, the method comprising:
detecting tactile information applied to the object; and
Recognizing the shape of an object by inputting the sensed tactile information to an unsupervised learning-based neural network,
The neural network accumulates the input value extracted from the sensed tactile information in the membrane potential of the input layer neurons, generates a spike heat signal based on the accumulated value, and uses the generated spike heat signal to the input layer An object shape recognition method for transmitting information to a neuron and an output layer neuron connected through a first synapse, and recognizing a shape of an object based on information output from the output layer neuron.
KR1020200185645A 2020-12-29 2020-12-29 System amd method for recongnizing shape of object using neural network based on unsupervised learning KR102435965B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200185645A KR102435965B1 (en) 2020-12-29 2020-12-29 System amd method for recongnizing shape of object using neural network based on unsupervised learning

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200185645A KR102435965B1 (en) 2020-12-29 2020-12-29 System amd method for recongnizing shape of object using neural network based on unsupervised learning

Publications (3)

Publication Number Publication Date
KR20220094434A KR20220094434A (en) 2022-07-06
KR102435965B1 true KR102435965B1 (en) 2022-08-25
KR102435965B9 KR102435965B9 (en) 2023-04-12

Family

ID=82400564

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200185645A KR102435965B1 (en) 2020-12-29 2020-12-29 System amd method for recongnizing shape of object using neural network based on unsupervised learning

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102435965B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007245326A (en) 2006-02-17 2007-09-27 Toyota Motor Corp Robot, and robot control method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10315915B2 (en) 2015-07-02 2019-06-11 Kionix, Inc. Electronic systems with through-substrate interconnects and MEMS device
KR101991721B1 (en) 2017-03-17 2019-06-21 한국과학기술원 The pressure sensor including laterally arranged electrodes on a coplanar surface and method of fabricating the same and the multiaxial tactile sensor using the pressure sensor

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007245326A (en) 2006-02-17 2007-09-27 Toyota Motor Corp Robot, and robot control method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Jaehun Kim 외 6인. "Object shape recognition using tactile sensor arrays by a spiking neural network with unsupervised learning". 2020 IEEE International Conference on SMC. 2020.10.11~14. 페이지 178-183면.

Also Published As

Publication number Publication date
KR102435965B9 (en) 2023-04-12
KR20220094434A (en) 2022-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Spike-based indirect training of a spiking neural network-controlled virtual insect
Lin et al. Supervised learning in multilayer spiking neural networks with inner products of spike trains
Awodele et al. Neural networks and its application in engineering
Abubaker et al. Spiking Neural Network for Enhanced Mobile Robots’ Navigation Control
Singh Artificial neural network methodology for modelling and forecasting maize crop yield
Hazan et al. Lattice map spiking neural networks (LM-SNNs) for clustering and classifying image data
Taherkhani et al. Multi-DL-ReSuMe: Multiple neurons delay learning remote supervised method
Al-Mahasneh et al. The development of neural networks applications from perceptron to deep learning
Dabbous et al. Touch modality classification using spiking neural networks and supervised-stdp learning
Balachandar et al. A spiking neural network emulating the structure of the oculomotor system requires no learning to control a biomimetic robotic head
He et al. The development of spiking neural network: A review
KR102435965B1 (en) System amd method for recongnizing shape of object using neural network based on unsupervised learning
Jiang et al. A spiking neural network with spike-timing-dependent plasticity for surface roughness analysis
Mohemmed et al. Optimization of spiking neural networks with dynamic synapses for spike sequence generation using PSO
Kim et al. Object shape recognition using tactile sensor arrays by a spiking neural network with unsupervised learning
León et al. Evolutionary reactive behavior for mobile robots navigation
Alnajjar et al. Sensor-fusion in spiking neural network that generates autonomous behavior in real mobile robot
Ramezanlou et al. Spiking neural controller for autonomous robot navigation in dynamic environments
Dabbous et al. Object contact shape classification using neuromorphic spiking neural network with STDP learning
Yavaş et al. Hierarchical behavior categorization using correlation based adaptive resonance theory
Rowcliffe et al. Spiking perceptrons
Medler et al. Training redundant artificial neural networks: Imposing biology on technology
Humaidi et al. Recognition of arabic characters using spiking neural networks
Harter Evolving neurodynamic controllers for autonomous robots
Kumar et al. Robotic Terrain Classification with Loss Regularization

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]