Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > q-bio > arXiv:2507.12473

帮助 | 高级搜索

定量生物学 > 神经与认知

arXiv:2507.12473 (q-bio)
[提交于 2025年7月1日 ]

标题: 通用大脑模块:基于微型柱假设的神经网络中的模块重复

标题: The Generalist Brain Module: Module Repetition in Neural Networks in Light of the Minicolumn Hypothesis

Authors:Mia-Katrin Kvalsund, Mikkel Elle Lepperød
摘要: 虽然现代人工智能持续进步,但生物大脑在鲁棒性、适应性和效率方面仍然是神经网络的巅峰。 本综述探讨了一种受大脑结构启发的人工智能架构路径,特别是微型柱假设,该假设将新皮层视为一个由重复模块组成的分布式系统——我们将其与集体智能(CI)联系起来。 尽管已有相关研究,但缺乏将皮层柱与重复神经模块架构相连接的全面综述。 本综述旨在通过综合历史、理论和方法论视角来填补这一空白。 我们区分了架构重复——即结构的重复使用——和参数共享模块重复,其中相同的功能单元在网络中被重复使用。 后者表现出集体智能的关键特性,如鲁棒性、适应性和泛化能力。 证据表明,重复模块倾向于收敛为一种通用模块:简单、灵活的问题解决者,能够处理集合中的多种角色。 这种通用倾向可能为现代人工智能的长期挑战提供解决方案:通过简单性和可扩展性提高训练期间的能量效率,以及通过泛化实现鲁棒的身体控制。 虽然实证结果表明此类系统可以泛化到分布外问题,但理论结果仍显不足。 总体而言,具有模块重复特征的架构仍是一种新兴且未被充分探索的架构策略,对于效率、鲁棒性和适应性具有巨大的未开发潜力。 我们认为,一个采用集体智能优势,同时遵循微型柱的架构和功能原则的系统,可能会挑战现代人工智能在可扩展性、能耗和普及方面的难题。
摘要: While modern AI continues to advance, the biological brain remains the pinnacle of neural networks in its robustness, adaptability, and efficiency. This review explores an AI architectural path inspired by the brain's structure, particularly the minicolumn hypothesis, which views the neocortex as a distributed system of repeated modules - a structure we connect to collective intelligence (CI). Despite existing work, there is a lack of comprehensive reviews connecting the cortical column to the architectures of repeated neural modules. This review aims to fill that gap by synthesizing historical, theoretical, and methodological perspectives on neural module repetition. We distinguish between architectural repetition - reusing structure - and parameter-shared module repetition, where the same functional unit is repeated across a network. The latter exhibits key CI properties such as robustness, adaptability, and generalization. Evidence suggests that the repeated module tends to converge toward a generalist module: simple, flexible problem solvers capable of handling many roles in the ensemble. This generalist tendency may offer solutions to longstanding challenges in modern AI: improved energy efficiency during training through simplicity and scalability, and robust embodied control via generalization. While empirical results suggest such systems can generalize to out-of-distribution problems, theoretical results are still lacking. Overall, architectures featuring module repetition remain an emerging and unexplored architectural strategy, with significant untapped potential for both efficiency, robustness, and adaptiveness. We believe that a system that adopts the benefits of CI, while adhering to architectural and functional principles of the minicolumns, could challenge the modern AI problems of scalability, energy consumption, and democratization.
主题: 神经与认知 (q-bio.NC) ; 机器学习 (cs.LG); 神经与进化计算 (cs.NE)
引用方式: arXiv:2507.12473 [q-bio.NC]
  (或者 arXiv:2507.12473v1 [q-bio.NC] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.12473
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Mikkel Lepperød [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2025 年 7 月 1 日 09:13:10 UTC (2,738 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
许可图标 查看许可
当前浏览上下文:
q-bio.NC
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-07
切换浏览方式为:
cs
cs.LG
cs.NE
q-bio

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号