Communication publiée dans un ouvrage (Colloques, congrès, conférences scientifiques et actes)
An Analog Chemical Circuit with Parallel-Accessible Delay Line for Learning Temporal Tasks
BANDA, Peter; Teuscher, Christof
2014In Sayama, Hiroki; Rieffel, John; Risi, Sebastian et al. (Eds.) Artificial Life 14: Proceedings of the Fourteenth International Conference on the Synthesis and Simulation of Living Systems
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Texte intégral
978-0-262-32621-6-ch078(1).pdf
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Détails



Mots-clés :
chemical delay line; chemical perceptron; chemical reaction network; analog asymmetric signal perceptron; temporal learning; chemical computing
Résumé :
[en] Current synthetic chemical systems lack the ability to self-modify and learn to solve desired tasks. In this paper we introduce a new parallel model of a chemical delay line, which stores past concentrations over time with minimal latency. To enable temporal processing, we integrate the delay line with our previously proposed analog chemical perceptron. We show that we can successfully train our new memory-enabled chemical learner on four non-trivial temporal tasks: the linear moving weighted average, the moving maximum, and two variants of the Nonlinear AutoRegressive Moving Average (NARMA). Our implementation is based on chemical reaction networks and follows mass-action and Michaelis-Menten kinetics. We show that despite a simple design and limited resources, a single chemical perceptron extended with memory of variable size achieves 93-99% accuracy on the above tasks. Our results present an important step toward actual biochemical systems that can learn and adapt. Such systems have applications in biomedical diagnosis and smart drug delivery.
Disciplines :
Sciences informatiques
Chimie
Auteur, co-auteur :
BANDA, Peter ;  Portland State University > Department of Computer Science
Teuscher, Christof
Co-auteurs externes :
no
Langue du document :
Anglais
Titre :
An Analog Chemical Circuit with Parallel-Accessible Delay Line for Learning Temporal Tasks
Date de publication/diffusion :
2014
Nom de la manifestation :
ALIFE 14: The Fourteenth Conference on the Synthesis and Simulation of Living Systems
Lieu de la manifestation :
New York, Etats-Unis
Date de la manifestation :
from 30-07-2014 to 02-08-2014
Manifestation à portée :
International
Titre de l'ouvrage principal :
Artificial Life 14: Proceedings of the Fourteenth International Conference on the Synthesis and Simulation of Living Systems
Editeur scientifique :
Sayama, Hiroki
Rieffel, John
Risi, Sebastian
Doursat, René
Lipson, Hod
Maison d'édition :
MIT Press, Etats-Unis
Pagination :
482-489
Peer reviewed :
Peer reviewed
Focus Area :
Computational Sciences
Disponible sur ORBilu :
depuis le 17 mars 2016

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