基于光电突触器件的手写数字识别模拟器

展示“器件参数 → LTP/LTD 电导更新 → 10000 张压缩 MNIST 训练样本近邻匹配 → 识别性能”的完整前端模拟流程。模型为教学演示用的轻量前端识别模型。

Input digit image, memristive array, input layer, weight matrix, output layer schematic
使用说明
  1. 输入或载入器件参数;
  2. 点击生成 LTP/LTD 曲线;
  3. 在 28×28 画板上手写数字或载入示例数字;
  4. 在画板区点击模拟识别性能;
  5. 查看预测结果、概率分布、accuracy 曲线和器件适配度评分。
实践意义

本小程序将光电突触实验参数、突触权重更新和手写数字识别任务连接起来,有助于理解材料器件性能对神经形态计算应用的影响。该工具既可用于课程展示,也可作为后续科研数据分析和神经网络模拟的入门原型。

1. 器件参数输入区

可直接输入参数,也可粘贴两列实验数据自动提取。

支持 pulse,conductance 或 time,current 等两列数据;程序会自动识别数值列并估计趋势和非线性。
默认参数已载入。页面打开后会自动生成曲线并写入一个示例数字。

2. LTP/LTD 电导曲线展示区

原生 canvas 绘制,横坐标为 pulse number,纵坐标为 conductance / nS。

3. 28×28 手写数字画板区

按住鼠标或触控拖动绘制,灰度值范围为 0–1。

画板工具

一键载入 0–9 MNIST 示例数字

当前 28×28 矩阵预览

预览为当前输入矩阵的缩略显示。

4. 神经网络识别与结果展示区

使用内置 10000 张压缩 MNIST 训练图片进行近邻匹配,输出 softmax 概率分布。

预测数字
-
器件适配度评分
--
模拟识别准确率
--

0–9 概率柱状图

accuracy-epoch 曲线(理想软件 vs 实际器件)

0 epoch 表示未训练的随机猜测基线,之后随训练轮数逐渐上升;蓝色为理想软件,红色为实际器件。

点击“模拟识别性能”后,将根据器件动态范围、电导态数量、非线性、波动、保持率和擦除效率生成中文分析。
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