该博士论文研究资源受限安全关键系统中神经网络的不确定性与硬件非理想性问题，探索基于阻性非挥发存储器的存内计算、问题感知训练、新型拓扑与硬件协同设计，提出比例Dropout、贝叶斯神经网络、网络架构搜索及自旋电子器件方案，提升异常检测、推理精度与能效，增强可靠性和鲁棒性。