【手続補正書】
【提出日】平成26年6月5日(2014.6.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
神経形態学的およびシナプトロニック・システムであって、
複数の電子ニューロンと、
前記複数の電子ニューロンを相互接続するために構成されたクロスバー・アレイ・ネットワークと
を備えており、
前記クロスバー・アレイ・ネットワークが、複数のクロスバー・アレイを備えており、
各クロスバー・アレイが、
軸索および樹状突起が互いに横断するような複数の軸索および複数の樹状突起と、
複数のシナプス・デバイスであって、各シナプス・デバイスが樹状突起と軸索との間に結合された前記クロスバー・アレイの交差接合点にある、前記複数のシナプス・デバイスと
を備えており、
前記クロスバー・アレイが、前記シナプス・デバイスの千鳥配列されたクロスバー・レイアウトを提供する空間的な千鳥配列パターンである、
前記システム。
【請求項２】
前記クロスバー・アレイが、２次元平面内に前記シナプス・デバイスの千鳥配列されたクロスバー・レイアウトを提供する空間的な千鳥配列パターンであり、各クロスバー・アレイの前記複数のシナプス・デバイスが、隣接するクロスバー・アレイの前記複数のシナプス・デバイスに対してオフセットされる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
各クロスバー・アレイが、対応する前記複数の軸索、前記複数の樹状突起、前記複数のシナプス・デバイス、および１つまたは複数の電子ニューロンを含む、クロスバー回路タイルを備えている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
各クロスバー回路タイルが、隣接するクロスバー回路タイルに対して空間的にオフセットされた、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
各クロスバー回路タイルが、Ｎの軸索、Ｎの樹状突起、ＮｘＮグループのシナプス・デバイス、および１つまたは複数の電子ニューロンを備えており、
各電子ニューロンの受容野が、千鳥配列パターンのＮｘＮの相互接続されたクロスバー回路タイルを備えており、
各電子ニューロンの射影野が、千鳥配列パターンのＮｘＮの相互接続されたクロスバー回路タイルを備えており、
前記クロスバー・アレイ・ネットワークが複数のＮｘＮのクロスバー回路タイルを含む、
請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
各クロスバー回路タイルが、Ｎ−１の樹状突起を介して隣接するクロスバー回路タイルと第１の空間的方向に相互接続される、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
各クロスバー回路タイルが、Ｎ−１の軸索を介して隣接するクロスバー回路タイルと、前記第１の空間的方向に対して横断する第２の空間的方向に相互接続される、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
各樹状突起が、Ｎの隣接するクロスバー回路タイルを前記第１の空間的方向に相互接続し、
各軸索が、Ｎの隣接するクロスバー回路タイルを前記第２の空間的方向に相互接続する、
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
各クロスバー・アレイが、
前記複数の樹状突起に対応する複数の樹状ドライバであって、各樹状ドライバが前記クロスバー・アレイの第１の側面で樹状突起に結合される、前記複数の樹状ドライバと、
前記複数の軸索に対応する複数の軸索ドライバであって、各軸索ドライバが前記クロスバー・アレイの第２の側面で軸索に結合される、前記複数の軸索ドライバと
を備えており、
交差接合点でシナプス・デバイスによって結合されたドライバおよび樹状ドライバが組み合わされて、電子ニューロンの最新のスパイキングが前記軸索ドライバおよび前記樹状ドライバ内へスパイキング信号を発火させ、スパイク・タイミング依存可塑性（ＳＴＤＰ）を生成してからの時間に応じて、前記シナプス・デバイスの状態を変更できる信号を生成する、
請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記複数の電子ニューロンのそれぞれが、前記複数のクロスバー・アレイのうちの１つに対応し、
前記システムが、前記ネットワーク内の複数のクロスバー・アレイの同時活動化をクロッキングするための信号生成器をさらに備えている、
請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ネットワーク内の複数のクロスバー・アレイのあるクロッキング・レートでの同時活動化が、前記クロスバー・アレイ・ネットワーク内のクロスバー・アレイの数と無関係である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記信号生成器のクロッキングが複数の時間ステップを提供し、各時間ステップ内で、
前記複数のクロスバー・アレイおよび対応する電子ニューロンのそれぞれについて、
電子ニューロンの発火時に、対応する軸索および樹状突起に信号を送信すること、
前記対応する軸索が、ＳＴＤＰの抑制部分に関する警報としても働く読み取り信号を送信すること、
前記対応する軸索が、リセット信号を送信し、所与の樹状突起が確率的に返答すること、
前記対応する樹状突起が、セット信号を送信し、所与の軸索が確率的に返答すること、
軸索上のＯＮビット数を読み取ること、および
樹状突起上のＯＮビット数を読み取ること
を含む６つの動作段階を提供する、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
軸索通信ステップが下位ステップをさらに含み、各下位ステップ内で複数のシナプスが読み取り信号を受信し、
軸索リセット・ステップが下位ステップをさらに含み、各下位ステップ内で、複数の軸索がリセット信号を送信し、所与の樹状突起が確率的に返答し、
樹状突起通信ステップが下位ステップ含み、各下位ステップ内で、複数の樹状突起がセット信号を送信し、所与の軸索が確率的に返答し、
軸索読み取りステップが下位ステップを含み、各下位ステップが複数の軸索上のＯＮビット数を読み取ることを含み、
樹状突起読み取りステップが下位ステップを含み、各下位ステップが複数の樹状突起上のＯＮビット数を読み取ることを含む、
請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
電子ニューロンがスパイクする場合、前記電子ニューロンから、電子ニューロンのネットワーク内のスパイキング電子ニューロンに接続された各軸索および各樹状突起へと、スパイキング信号を送信し、スパイク・タイミング依存可塑性（ＳＴＤＰ）を生成すること、を含む方法であって、
前記電子ニューロンのネットワークが、
複数の電子ニューロンと、
前記複数の電子ニューロンを相互接続するために構成されたクロスバー・アレイ・ネットワークと
を備えており、
前記クロスバー・アレイ・ネットワークが、複数のクロスバー・アレイを備えており、
各クロスバー・アレイが、
軸索および樹状突起が互いに横断するような複数の軸索および複数の樹状突起と、
複数のシナプス・デバイスであって、各シナプス・デバイスが樹状突起と軸索との間に結合された前記クロスバー・アレイの交差接合点にある、前記複数のシナプス・デバイスと
を備えており、
前記クロスバー・アレイが、前記シナプス・デバイスの千鳥配列されたクロスバー・レイアウトを提供する空間的な千鳥配列パターンである、
前記方法。
【請求項１５】
前記複数の電子ニューロンのそれぞれが、前記複数のクロスバー・アレイのうちの１つに対応し、
前記方法が、前記ネットワーク内の複数のクロスバー・アレイの同時活動化のためにクロッキング信号を生成することをさらに含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数のクロスバー・アレイおよび対応する電子ニューロンのそれぞれについて、前記クロッキング信号に基づき、
電子ニューロンの発火時に、対応する軸索および樹状突起に信号を送信すること、
前記対応する軸索が、ＳＴＤＰの抑制部分に関する警報としても働く読み取り信号を送信すること、
前記対応する軸索が、リセット信号を送信し、所与の樹状突起が確率的に返答すること、
前記対応する樹状突起が、セット信号を送信し、所与の軸索が確率的に返答すること、
軸索上のＯＮビット数を読み取ること、および
樹状突起上のＯＮビット数を読み取ること
をさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記クロスバー・アレイが、２次元平面内に前記シナプス・デバイスの千鳥配列されたクロスバー・レイアウトを提供する空間的な千鳥配列パターンであり、各クロスバー・アレイの前記複数のシナプス・デバイスが、隣接するクロスバー・アレイの前記複数のシナプス・デバイスに対してオフセットされる、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
各クロスバー・アレイが、対応する前記複数の軸索、前記複数の樹状突起、前記複数のシナプス・デバイス、および１つまたは複数の電子ニューロンを含む、クロスバー回路タイルを備えている、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
各クロスバー回路タイルが、隣接するクロスバー回路タイルに対して空間的にオフセットされ、隣接するクロスバー回路タイル内の前記複数のシナプス・デバイスに対する各クロスバー回路タイル内の前記複数のシナプス・デバイスの千鳥配列されたクロスバー・レイアウトを提供する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
各クロスバー回路タイルが、Ｎの軸索、Ｎの樹状突起、ＮｘＮグループのシナプス・デバイス、および１つまたは複数の電子ニューロンを備えており、
前記ネットワークが、千鳥配列パターンのＮｘＮの相互接続されたクロスバー回路タイルを備えている、
請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
各クロスバー回路タイルが、Ｎ−１の樹状突起を介して隣接するクロスバー回路タイルと第１の空間的方向に相互接続される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
各クロスバー回路タイルが、Ｎ−１の軸索を介して隣接するクロスバー回路タイルと、前記第１の空間的方向に対して横断する第２の空間的方向に相互接続される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
各樹状突起が、Ｎの隣接するクロスバー回路タイルを前記第１の空間的方向に相互接続し、
各軸索が、Ｎの隣接するクロスバー回路タイルを前記第２の空間的方向に相互接続する、
請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
各クロスバー・アレイが、
前記複数の樹状突起に対応する複数の樹状ドライバであって、各樹状ドライバが前記クロスバー・アレイの第１の側面で樹状突起に結合される、前記複数の樹状ドライバと、
前記複数の軸索に対応する複数の軸索ドライバであって、各軸索ドライバが前記クロスバー・アレイの第２の側面で軸索に結合される、前記複数の軸索ドライバと
を備えており、
交差接合点でシナプス・デバイスによって結合されたドライバおよび樹状ドライバが組み合わされて、電子ニューロンの最新のスパイキングが前記軸索ドライバおよび前記樹状ドライバ内へスパイキング信号を発火させ、ＳＴＤＰを生成してからの時間に応じて、前記シナプス・デバイスの状態を変更できる信号を生成する、
請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
神経形態学的およびシナプトロニック・システムであって、
複数の電子ニューロンと、
前記複数の電子ニューロンを相互接続するために構成されたクロスバー・アレイ・ネットワークと
を備えており、
前記クロスバー・アレイ・ネットワークが、複数のクロスバー・アレイを備えており、
各クロスバー・アレイが、
軸索および樹状突起が互いに横断するような複数の軸索および複数の樹状突起と、
複数のシナプス・デバイスであって、各シナプス・デバイスが樹状突起と軸索との間に結合された前記クロスバー・アレイの交差接合点にある、前記複数のシナプス・デバイスと
を備えており、
前記クロスバー・アレイが、２次元平面内に前記シナプス・デバイスの千鳥配列されたクロスバー・レイアウトを提供する空間的な千鳥配列パターンであり、各クロスバー・アレイの前記複数のシナプス・デバイスが、隣接するクロスバー・アレイの前記複数のシナプス・デバイスに対してオフセットされ、
前記複数の電子ニューロンのそれぞれが、前記複数のクロスバー・アレイのうちの１つに対応し、
前記システムが、前記ネットワーク内の複数のクロスバー・アレイの同時活動化をクロッキングするための信号生成器をさらに備えている、
前記システム。
【請求項２６】
各クロスバー・アレイが、対応する前記複数の軸索、前記複数の樹状突起、および前記複数のシナプス・デバイスを含む、クロスバー回路タイルを備えており、
各クロスバー回路タイルが、隣接するクロスバー回路タイルに対して空間的にオフセットされ、隣接するクロスバー回路タイル内の前記複数のシナプス・デバイスに対する各クロスバー回路タイル内の前記複数のシナプス・デバイスの千鳥配列されたクロスバー・レイアウトを提供し、
各クロスバー回路タイルが、Ｎの軸索、Ｎの樹状突起、およびＮｘＮグループのシナプス・デバイスを備えており、
前記ネットワークが、千鳥配列パターンのＮｘＮの相互接続されたクロスバー回路タイルを備えており、
各クロスバー回路タイルが、Ｎ−１の樹状突起を介して隣接するクロスバー回路タイルと第１の空間的方向に相互接続され、
各クロスバー回路タイルが、Ｎ−１の軸索を介して隣接するクロスバー回路タイルと、前記第１の空間的方向に対して横断する第２の空間的方向に相互接続され、
各樹状突起が、Ｎの隣接するクロスバー回路タイルを前記第１の空間的方向に相互接続し、
各軸索が、Ｎの隣接するクロスバー回路タイルを前記第２の空間的方向に相互接続し、
各クロスバー・アレイが、前記複数の樹状突起に対応する複数の樹状ドライバであって、各樹状ドライバが前記クロスバー・アレイの第１の側面で樹状突起に結合される、複数の樹状ドライバをさらに備えており、
各クロスバー・アレイが、前記複数の軸索に対応する複数の軸索ドライバであって、各軸索ドライバが前記クロスバー・アレイの第２の側面で軸索に結合される、複数の軸索ドライバをさらに備えており、
交差接合点でシナプス・デバイスによって結合されたドライバおよび樹状ドライバが組み合わされて、電子ニューロンの最新のスパイキングが前記軸索ドライバおよび前記樹状ドライバ内へスパイキング信号を発火させ、スパイク・タイミング依存可塑性（ＳＴＤＰ）を生成してからの時間に応じて、前記シナプス・デバイスの状態を変更できる信号を生成する、
請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記信号生成器のクロッキングが、
前記複数のクロスバー・アレイおよび対応する電子ニューロンのそれぞれについて、
電子ニューロンの発火時に、対応する軸索および樹状突起に信号を送信すること、
前記対応する軸索が、ＳＴＤＰの抑制部分に関する警報としても働く読み取り信号を送信すること、
前記対応する軸索が、リセット信号を送信し、所与の樹状突起が確率的に返答すること、
前記対応する樹状突起が、セット信号を送信し、所与の軸索が確率的に返答すること、
軸索上のＯＮビット数を読み取ること、および
樹状突起上のＯＮビット数を読み取ること
を含む６つの動作段階を提供する、請求項２６に記載のシステム。