Устройство для моделирования нейрона Советский патент 1984 года по МПК G06G7/60 

Изобретение относится к .бионике и может использоваться при построении нейронных сетей в кибернетических системах распознавания образов.

Известно устройство для моделирования нейрона, содержащее преобразователи частоты в напряжение, аналоговьй сумматор, функциональный преобразоватль, моделирующий адаптацию порога, и позволяющее задавать весовые коэффициенты межнейронных связей С1

Однако данное устройство не дает возможности получить большое число возбуждающих и тормозящих.входов,чт снижает точность моделирования биологического прототипа.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для моделирования нейрона, содержащее блок памяти выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, формирователь импульсов, преобразователь частоты в напряжение и сумматор.Кроме того, устройство содержит вторую схему сравнения, два ключа, преобразователь напряжения в частоту и группу входных преобразователей частоты в напряжение С 2 3«

Недостатком известного устройства является трудность практического получения большого числа возбуждающих и тормозящих входов, что свойственно биологическому прототипу вследствие наличия взаимной паразитной связи между различными входами, расположенными близко друг другу, что неизбежно вследствие стремпения к микроминиатюризации как самих нейронных моделей, так и разветвленных нейронных сетей на их основе.

Цель изобретения - повьшение точности моделирования и помехоустойчивости устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем блок памяти, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения,формирователь импульсов, преобразователь частоты в напряжение и сумматор введены блок задания порога, усилитель напряжения, усилитель мощности оптический излучатель и две группы световодов, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого через усилитель напряжения подключен к входу преобразователя частоты в напряжение,выход которого соединен .с вторым входом схемы сравнения, выход которри соединен с входом блока памяти, выход которого через формирователь импульсов подключен к входу усилителя мощности, вькод которого соединен с входом оптического Излучателя, выход блока задания порога подключен к третьему входу схемы сравнения.

Замена электрических сигналов оптическими на входе и выходе устраняет взаимную связь между каналами на входе, что увеличит число практически реализуемых возбуждающих и тормозящих входов и приводит к повьшению точности моделирования биологического прототипа, а устранение влияния внешних электрических полвй по входу схемы приводит к повышению помехоустойчивости устройства.

На фиг.t представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы зависимости напряжения на выходе блока памяти от величины разности возбуждающих и тормозящих сигналов (график) и зависимости напряжения на выходе формирователя импульсов от величины разности возбуждающих и тормозящих потенциалов (график).

Устройства содержит N возбуждающих и М тормозящих входов, представляющих собой жгут волоконных световодов, объединенных в две группы световодов Ц и 1 соответственно для возбуждающих и тормозящих входов, сумматор 2, усилитель 3 напряжения, преобразователь 4 частоты в напряжение, схему 5 сравнения,блок 6 задания начального порога, блок 7 памяти, состоящий из аналогового интегратора 8 и аналогового ключа 9, формирователь 10 прямоугольных импульсов, усилитель 11 мощности и оптический излучатель 12.

Сумматор 2 выполнен в виде двух встречно включенных фотоприемников 13 и 14.

Устройство работает следуюйщм образом.

Входные сигналы в виде световых импульсов поступают по N возбуждающим и М тормозящим волоконным оптическим световодам, объединенным на выходе в две группы 1 и 2 соответственно для возбуждающих и тормозящих сигналов, каждый из которых соединен со своим фотоприемником 13

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАШЯ НЕЙРОНА, содержащее блок памяти, выход которого соединен с первым вхо-дом схемы сравнения, формирователь . импульсов, преобразователь частоты в напряжение и сумматор, о т л ичающееся тем, что, с целью повышений точности моделирования и помехоустойчивости, в него введены блок задания порога, усилитель напряжения, усилитель мощности, оптический излучатель и две группы световодов, выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого через усилитель напряжения подключен к входу преобразователя частоты в напряжение, выход которого соединен с вторым входом схемы сравнения, выход которой соединён с входом блока памяти, выход которого через формирователь импульсов подключен к входу усилителя мощности, выход которого соеданен с входстг оптического излучателя выход блока задания порога подключен к 11 етьему входу схемы сравнения. О 00 со сл со ю