Модель нейрона Советский патент 1985 года по МПК G06G7/60 

6

|

00 Изобретение относятся к нейрокибернетике и может быть использовано при создании систем обработки информации, использующих принципы работы нейронных сетей, Цель изобретения - повышение точности моделирования нейрона за счет, увеличения числа внешних связей модели нейрона до величин, характерных для природных прототипов (10 - 10 ) На чертеже представлена функциональная схема модели нейрона. Модель содержит два фотоприемника 1 и.2, сумматор 3, пороговый элемент 4, формирователь 5 выходных импульсов, модулятор 6 лазерного излучения, лазер 7 и голограмму 8. , Модель работает следующим образом Фотоприемник 1 принимает возбуждающие входные сигналы, а фотоприемник 2 принимает тормозящие сигналы. В сумматоре 3 возбуждающие и тормозя щие сигналы складываются с противоположными знаками. Пороговьш элемент 4 осуществляет пороговую дискри минацию сигналов, а формирователь 5 генерирует последовательность импуль сов с частотой, зависящей от величины входного суммарного сигнала. Выходные импульсы поступают на вход модулятора 6, которьй преобразует их в импульсы когерентного излучения лазера 7. Излучение последнего попадает на голограмму 8 и восстанавливает с нее веер световых лучей, каждьй из которых представляет одну из связей нейрона и передает сигнал на Вход определенного нейрона. Голограмма расщепляет световой сигнал лазера на множество строго направленных и дозированных по амшш туде световых сигналов, идущих к входам других нейронов. На голограм132 ме диаметром 2 мм по схеме Фурье записана страница бинарной информации элементов. При восстановлении голограт-тмы элементы воспроизводятся в виде световых лучей. Техника записи голограмм и технология их обработки аналогичны используемым в голографических ЗУ: Плотность записи информации на голограммы около 10 бит/мм, Так как запись одного бита эквивалентна записи одного светового луча,то значит на 1 мм голограммы можно записать до 10 внещнпх межнейронных связей нейрона. Световые лучи не взаимодействуют между собой, поэтому полностью снимаются ограничения на плотность насыщения пространства каналами связи и геометрию их расположения. Современная интегральная технология позволяет создавать слои таких моделей нейронов на основе последовательного соединения матрицы фотоэлементов, матрицы электронных схем, матрицы когенертных излучателей и матрицы голограмг. На основе таких оптонейронных слоев можно моделировать многослойные нейронные сети. При этом крайне просто решается задача воспроизведения сложной пространственной структуры синаптических взаимосвязей нейронов с помощью матрицы голограмм. На матрицу 100 х X 100 голограмм можно записать до 10 связей одного слоя нейрона с другим. Число связей модели нейрона может превышать 10 , что не меньше числа связей нейронов мозга, и в 10 - 10 раз превышает числосвязей существующих физических моделей нейронов.

МОДЕЛЬ НЕЙРОНА, содержащая два фотоприемника, одни выводы которых подключены к суммирующему и вычитающему входам сумматора соответственно, другие - к шине нулевого потенциала, выход сумматора соединен через пороговьш элемент с входом формирователя выходных и fflyльcoв, отличающая ся тем, что, с целью повышения точности моделирования, в нее введены лазер, гологрймма, на которой записаны внешние связи модели нейрона и модулятор лазерного излучения, вьпсод которого подключен к управляющему входу лазера, выход которого оптически связан с голограммой, выход формирователя выходных импульсов соедине.н с входом с S модулятора лазерного излучения. (Л с