論文の概要: Hardware-Aware Fine-Tuning of Spiking Q-Networks on the SpiNNaker2 Neuromorphic Platform

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.23562v1
• Date: Thu, 31 Jul 2025 13:49:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-01 17:19:09.830713
• Title: Hardware-Aware Fine-Tuning of Spiking Q-Networks on the SpiNNaker2 Neuromorphic Platform
• Title（参考訳）: SpiNNaker2ニューロモルフィックプラットフォーム上でのスパイクQネットワークのハードウェア対応ファインチューニング
• Authors: Sirine Arfa, Bernhard Vogginger, Christian Mayr,
• Abstract要約: Spiking Neural Networks(SNN)は、幅広いロボットタスクのためのニューロモルフィックハードウェアに対するレイテンシの低い消費電力と低いマグニチュード推論を約束する。 本稿では,2つの古典的制御課題を解決するために,量子化されたSNNを用いた強化学習(RL)アルゴリズムをエネルギー効率よく実装する。 このネットワークはQ-learningアルゴリズムを用いて訓練され、SpiNNaker2ニューロモルフィックチップに組み込むための微調整と量子化を低ビット(8ビット)の精度で行う。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.210742213461011
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Spiking Neural Networks (SNNs) promise orders-of-magnitude lower power consumption and low-latency inference on neuromorphic hardware for a wide range of robotic tasks. In this work, we present an energy-efficient implementation of a reinforcement learning (RL) algorithm using quantized SNNs to solve two classical control tasks. The network is trained using the Q-learning algorithm, then fine-tuned and quantized to low-bit (8-bit) precision for embedded deployment on the SpiNNaker2 neuromorphic chip. To evaluate the comparative advantage of SpiNNaker2 over conventional computing platforms, we analyze inference latency, dynamic power consumption, and energy cost per inference for our SNN models, comparing performance against a GTX 1650 GPU baseline. Our results demonstrate SpiNNaker2's strong potential for scalable, low-energy neuromorphic computing, achieving up to 32x reduction in energy consumption. Inference latency remains on par with GPU-based execution, with improvements observed in certain task settings, reinforcing SpiNNaker2's viability for real-time neuromorphic control and making the neuromorphic approach a compelling direction for efficient deep Q-learning.
• Abstract（参考訳）: Spiking Neural Networks (SNN)は、幅広いロボットタスクのためのニューロモルフィックハードウェア上での消費電力と低レイテンシ推論の命令を約束する。 本研究では,2つの古典的制御課題を解決するために,量子化されたSNNを用いた強化学習(RL)アルゴリズムをエネルギー効率よく実装する。 このネットワークはQ-learningアルゴリズムを用いて訓練され、SpiNNaker2ニューロモルフィックチップに組み込むための微調整と量子化を低ビット(8ビット)の精度で行う。 従来のコンピューティングプラットフォームと比較してSpiNNaker2の利点を評価するため、GTX 1650 GPUベースラインと比較して、SNNモデルにおける推論遅延、動的電力消費、および推論毎のエネルギーコストを分析した。 以上の結果から,SpiNNaker2は拡張性,低エネルギーのニューロモルフィックコンピューティングにおいて,最大32倍のエネルギー消費を達成できる可能性が示唆された。 推論レイテンシはGPUベースの実行と同等であり、特定のタスク設定で改善が観察され、リアルタイムのニューロモルフィック制御に対するSpiNNaker2の生存性が強化され、ニューロモルフィックアプローチが効率的なQ-ラーニングのための魅力的な方向になる。

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