МОДЕЛЬ НЕЙРОНА Советский патент 1970 года по МПК G06G7/60 

Изобретение относится к области моделирования свойств биологических нейронов.

Известны модели нейронов, выполненные на нейристорах, пластические модели нейронов с использованием элементов с изменяющимися параметрами, например мемисторы, а также модели нейронов, в которых реализуется основное свойство биологического нейрона-генерирование импульсов определенной длительности и амплитуды. Эти модели нейронов выполнены на основе различных генераторов импульсов. Модели на нейристорах обычно моделируют условия прохождения импульса по нейронной сети. Существующие пластические модели нейронов типа «Адалин являются громоздкими, слолсными в функциональном отнощении и обычно обладают некоторыми свойствами, присущими части нейронной сети. Известные модели на основе генераторов импульсов не обладают важным свойством биологического нейрона-пластичностью.

Целью изобретения является расщирение функциональных возможностей модели нейрона, в первую очередь обеспечение свойства пластичности (адаптивности) при одновременном упрощении схемы..

Схема предложенной модели нейроца изображена на чертеже.

ключи 2, сумматоры 5 возбуждающих и тормозящих напряжений, инвертор 4 и преобра зователь 5 напряжения в частоту, в качестве которого используется, например, мультивибратор. Модель нейрона может иметь несколько десятков возбуждающих и тормозящих входов. Тормозящие входы ничем не отличаются от возбуждающих входов, но суммарное напряжение с них подается на

инвертор 4. Напряжение с выхода инвертора 4 является запирающим для преобразователя 5 и если оно превосходит по абсолютной величине суммарное нанрял ение возбуждающих входов модель нейрона не генерирует импульсы.

Поступающие по каждому входу импульсные последовательности интегрируются по времени на конденсаторе интегратора I. Напряжение на выходе интегратора зависит от частоты следования импульсов. Напрялсение с каждого интегратора подается на сумматор 5 через соответствующие управляемые электронные ключи 2. Если на входе ключа присутствует напряжение с интегратора, то ключ работает как обычный эмиттерный повторитель. Если по входу на ключ с интегратора не подается напряжение, то управляемый электронный ключ запирается и отключает резистор б рт резистора 7, данный вход, таким образом,

В результате делитель составляется из сопротивлений сумматора и резисторов только активных входов, так как остальные входы отключены от сумматора. Напряжения с возбуждающих и тормозящих входов модели суммируются на отдельных сумматорах, затем напряжение с сумматора тормозящих входов поступает на инвертор 4. Напряжения с сумматора возбуждающих входов и с инвертора складываются на резисторе 8 и поступают на преобразователь 5. С выхода преобразователя генерируется специфический информационный код, соответствующий проходящим на входы сигналам.

Описанное выще построение модели обеспечивает коэффициент передачи модели, равный

™

т + I

где т -число активных входов; / - число неактивных входов; п - общее число входов.

При / О, так как неактивные входы отключены от сумматора, коэффициент равен единице при любом числе входов m и не зависит

от общего числа входов модели. Вес каждого входа модели становится переменным и .зависит только от числа активных входов моделй. Нредлол енная модель нейрона обладает свойством изменять диапазон выходного напряжения в зависимости от числа активных входов таким образом, что выход становится инвариантным ко входу.

Нредмет изобретения

Модель нейрона, содержащ;ая на возбудающих и тормозящих входах интеграторы, выходы которых подключены к сумматорам возбуждающих н тормозящих напряжений, и выходной преобразователь напряжения в частоту, отличающаяся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей, в ней между выходами интеграторов и сумматорами

включены управляемые ключи, а между сумматором тормозящих напряжений и входом преобразователя напряжения в частоту, к которому подключен также выход сумматора возбуждающих напряжений, включен инвертор.

JJ