張鐵林(中科院自動化所研究員)

張鐵林研究員，隸屬於中科院自動化所“複雜系統認知與決策實驗室”的“智慧型機制機理研究部”，攻關類腦脈衝神經網路模型及面向類腦晶片、腦機接口的相關套用。已在多尺度可塑性、工作記憶、認知抉擇、多感覺融合、侵入式腦機接口算法、決策博弈等多項交叉學科方向開展類腦智慧型研究。未來將通過數學、計算、控制、物理、認知、心理等多學科的深入交叉，在複雜認知機理與類腦智慧型學習的基礎理論、外延套用等方面實現突破。

基本介紹

• 中文名：張鐵林
• 畢業院校：中科院自動化所

教育背景

2013-09--2016-07 中科院自動化所 博士

2010-09--2013-07 北京工業大學 碩士

2006-09--2010-07 北京工業大學 本科

工作簡歷

2019-10, 中科院自動化所, 副研究員

2016-07~2019-10,中科院自動化所, 助理研究員

研究方向

張鐵林小組十分關注新型類腦脈衝神經網路（Spiking Neural Network，SNN），提出自組織可塑性傳播模型並在ANN和SNN上實現高效學習（2020，Science子刊Science Advances，一作）；提出基於多巴胺獎賞傳播的SNN高效學習方法(2021，IEEE TNNLS，一作)；提出基於多尺度可塑性的SNN架構體系，實現了非BP方法的合理最佳化（2018，AAAI，一作）；提出基於SNN的多腦區聯合控制系統（2021，IEEE TNNLS，通訊）等。作為主要貢獻者之一參與大規模小鼠腦全腦SNN的計算仿真模擬（含7100萬神經元和213腦區）；完成了基於高爾基染色大鼠腦光學切片的神經元重建及分類（含250萬神經元形態）；承接上海市級重大專項中的高通量腦機接口SNN算法，並提出採用天然生物合理的SNN算法來高效識別、調控多尺度生物脈衝信號的新理念；參與新型SNN晶片系統的類腦軟體研發。

招生專業

081104-模式識別與智慧型系統

081203-計算機套用技術

085400-電子信息

招生方向

類腦學習與認知決策

腦機接口

脈衝神經網路

承擔項目

作為課題負責人承擔科技部科技創新2030新一代人工智慧旗艦項目和重點項目、中科院戰略先導計畫A類項目、上海腦機接口重點專項，作為項目負責人承擔國家自然科學基金委項目、軍委科技委項目、中科院青年創新促進會人才項目，作為項目骨幹參與北京市科委類腦專項、中科院戰略先導計畫B類項目。

研究成果

已在Science Advances、IEEE Transactions on Neural Networks、IEEE Transactions on Cybernetics、iScience、Neural Networks、Cognitive Computation、NeuroComputing、Frontiers in Neuroscience等AI期刊和AAAI、IJCAI、ICASSP等AI會議上發表高水平論文40餘篇，擁有專利10餘項。

代表性論文

• [1] Tielin Zhang, Xiang Cheng, Shuncheng Jia, Mu-ming Poo, Yi Zeng, Bo Xu*. Self-backpropagation of synaptic modifications elevates the efficiency of spiking and artificial neural networks. Science Advances (SCI-Q1, IF 14.1), doi: 10.1126/sciadv.abh0146, Oct 20, 2021. [Recommended]

• [2] Tielin Zhang*, Xiang Cheng, Shuncheng Jia, Chengyu T. Li, Mu-ming Poo, Bo Xu*. A brain-inspired algorithm that mitigates catastrophic forgetting of artificial and spiking neural networks with low computational cost. Science Advances (SCI-Q1, IF 14.1), 10.1126/sciadv.adi2947, 2023. [Recommended]

• [3] Tielin Zhang*, Shuncheng Jia, Xiang Cheng, and Bo Xu*. Tuning Convolutional Spiking Neural Network With Biologically Plausible Reward Propagation. IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems (SCI-Q1, IF 10.4), doi: 10.1109/TNNLS.2021.3085966, June 14, 2021, 1-11. [Recommended]

• [4] Tielin Zhang*, Qingyu Wang, and Bo Xu*. Self-Lateral Propagation Elevates Synaptic Modifications in Spiking Neural Networks for the Efficient Spatial and Temporal Classification. IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems (SCI-Q1, IF 10.4), 10.1109/TNNLS.2023.3286458, 2023.

• [5] Tielin Zhang, Yi Zeng, Ruihan Pan, Mengting Shi, Enmeng Lu. Brain-Inspired Active Learning Architecture for Procedural Knowledge Understanding Based on Human-Robot Interaction. Cognitive Computation (SCI-Q1, IF 5.4), July 3, 2020.

• [6] Tielin Zhang, Yang Yang, Yi Zeng, Yuxuan Zhao. Cognitive Template-clustering Improved LineMod for Efficient Multi-object Pose Estimation. Cognitive Computation (SCI-Q1, IF 5.4), 2020.

• [7] Tielin Zhang*, Yi Zeng*, Yue Zhang, Xinhe Zhang, Mengting Shi, Likai Tang, Duzhen Zhang and Bo Xu. Neuron type classification in rat brain based on integrative convolutional and tree-based recurrent neural networks. Scientific Reports (SCI-Q1, IF 4.3), 11, 7291, Mar 31, 2021. [Recommended]

• [8] Tielin Zhang, Yi Zeng, Dongcheng Zhao, Mengting Shi. A Plasticity-centric Approach to Train the Non-differential Spiking Neural Networks, Thirty-Second AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI 2018, CCF-A), February 2-7, 2018, New Orleans, Louisiana, USA. [Recommended]

• [9] Tielin Zhang, and Bo Xu*. 脈衝神經網路研究現狀及展望, Research Advances and Perspectives on Spiking Neural Networks. 計算機學報, Chinese Journal of Computers (中文核心), Vol. 44, No. 9, 1767-1785, Sep 2021. [Recommended]

• [10] 張鐵林*, 李澄宇, 王剛, 張馬路, 余磊, 徐波. 適合類腦脈衝神經網路的套用任務範式分析與展望, Research Advances and Perspectives of New Paradigms for Biology-inspired Spiking Neural Networks. 電子與信息學報, Journal of Electronics and Information Technology(中文核心), 2023.[Recommended]

專利成果

[1] 張鐵林, 劉洪星, 徐波. 基於生物自組織反向傳播的神經網路訓練方法及裝置. CN: CN113837380A, 2021-12-24.

[2] 張鐵林, 劉洪星, 徐波. 脈衝神經網路獎勵最佳化方法、裝置、電子設備和存儲介質. CN: CN113822416A, 2021-12-21.

[3] 張鐵林, 曾毅, 史夢婷, 趙東城. 基於膜電位調控脈衝神經網路的圖像分類方法、系統. CN: CN110826602A, 2020-02-21.

[4] 張鐵林, 曾毅, 史夢婷, 趙東城. 基於生物神經網路的智慧型機器人控制方法、系統、裝置. CN: CN110826437A, 2020-02-21.

[5] 趙菲菲, 張鐵林, 曾毅. 基於腦發育機制的自適應神經網路模型的構建方法及系統. CN: CN110766138A, 2020-02-07.

[6] 王寓巍, 張鐵林, 曾毅. 基於類腦語義層次時序記憶推理模型的問答方法、系統. CN: CN109657036A, 2019-04-19.

[7] 孔慶群, 張鐵林, 魯恩萌, 曾毅. 類腦多模態融合方法及裝置. CN: CN108229540A, 2018-06-29.

[8] 曾毅, 王東升, 張鐵林. 基於語義網本體數據的集成方法. CN: CN105224630A, 2016-01-06.

獲獎情況

（1） 中國科學院青年創新促進會會員, 院級, 2022

（2） 人工智慧青年科學家俱樂部（青源會）, 其他, 2022

社會兼職

2022-12-01-今,Artificial Intelligence Advances 期刊, Editorial board member

2022-12-01-2026-12-01,指揮與控制學會-雲控制與決策專委會, 委員

2016-12-20-2020-02-20,指揮與控制學會-認知與行為專委會, 副總幹事