Descrizione del progetto
Il sistema visivo ispira trasformatori biologicamente plausibili per l’apprendimento profondo
L’apprendimento profondo è un tipo di apprendimento automatico che insegna ai computer a elaborare le informazioni alla maniera del cervello umano e contiene reti neurali multistrato che rappresentano diversi livelli, o fasi, di elaborazione delle informazioni. La dimensione e la complessità di tali reti ha comportato il grande successo di queste tecnologie, ma anche un consumo energetico sempre più proibitivo. Alla luce di questo contesto, un’alternativa promettente è rappresentata dalle strutture biologicamente plausibili. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto BiTFormer si propone di sfruttare le dinamiche multiscala del sistema di visione primario per indagare architetture biologicamente plausibili per i trasformatori, elementi cruciali dell’apprendimento profondo. Se avrà successo, potrà applicarle all’hardware opto-analogico biologicamente plausibile già a disposizione del progetto, con prestazioni pari a quelle dell’apprendimento profondo digitale per le reti feedforward.
Obiettivo
Deep learning (DL) has recently achieved remarkable success due to the continuous growth in model sizes. However, this growth has led to increased energy consumption. Hardware implementation of digital DL can help reduce energy usage, but the Von Neumann architecture of current DL has hindered its practical realization. In contrast, the brain exhibits energy-efficient multiscale spatiotemporal processing. Biologically plausible (BiP) frameworks have emerged as alternatives to mainstream DL. These methods use bottom-up and top-down signals, incorporating feedforward and feedback mechanisms, and local objectives instead of global error. Recently, I demonstrated that a BiP opto-analog hardware can achieve competitive performance compared to digital DL for feedforward networks. However, transformers, the backbone of current DL, are challenging to implement due to the input-dependent quadratic complexity in the transformer's attention. This project leverages the multiscale dynamics in the primary vision system to explore BiP architectures for transformers.
The project is hosted at the University of Tübingen under Matthias Bethge and Thomas Euler, who have a long-standing effort in the system identification of mouse retina via DL. The project has three objectives. First, I will extract top-down information from neural recordings of ganglion cells in the mouse retina, focusing on unique spatiotemporal features that maximally activate specific cell types. Next, I will combine top-down signals with bottom-up models of the retina using recurrent architectures with linear complexity and compare their performance in classification tasks to a vision transformer for the retina. Lastly, I propose a BiP transformer with local weight updates. I will examine the robustness of models under data distribution shifts and noise injection. A positive outcome of the project will address energy and cost issues of AI and help me progress my academic career in this interdisciplinary field.
Campo scientifico (EuroSciVoc)
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.
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Parole chiave
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).
Programma(i)
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.
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HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA)
PROGRAMMA PRINCIPALE
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Argomento(i)
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.
Meccanismo di finanziamento
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships
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Invito a presentare proposte
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.
(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2023-PF-01
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Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.
72074 Tuebingen
Germania
I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.