Устройство для моделирования нейрона Советский патент 1974 года по МПК G06G7/60 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НКЙРОНА

1

Иаобреа ение относится к области моделирования нервной системы и может быть использовано в системах ущ}авления и в вычислительной технике.

Известно устройство для моделирования нейрона, содержащее элементы задержки, входы которых соединены со входами устройства, и сумматор, выход которого через последовательно соединенные блок сравнения, блок преобразования напряжения в частоту и формирователь выходных импульсов соединен с первым выходом уст ройства.

При построении гибких приспосабливающихся систем необходимо, Ч1хзбы формирование нейронной структуры происходи1 о за счет направленното прорастания связей, пр4п«шя 11е1о к усилению нужных и отми{ а-. нию ненужных связей между элементами сети. Однако в известных устройствах для моделирования нейрона такое изменение структуры не предусмотрено, что снижает их точность.

Предложенное устройство с целью повы щения точности моделирования содержит

формирова1ель управляющего сигнала, интегратор, .частотный детектор и ключи,, первый вход каждого из которых подклю.чен к выходу соответствующего элемента задержки, второй вход - ко входу устройс|у ва, а выходы соединены со входами сумматора, Вход частотного детектора подключен к выходу блока преобразования напряжения в частоту, а его выход соединен

со вторым входом указанного б.гюка и через интегратор - со входом блока сравнения, выходы которого через формирователь управляющего сигнала соединены со вторым выходом устройства.

На чертеже изображена функциональная

схема устрюйства.

Устройство содержит элементы задержки 1, ключи 2, сумматор 3 (аддитивнонакопительный узел), блок сравнения 4,.

блок преобразования напряжения в частту f 5, часпх)тный детекгор в, интегра-тр 7, формирователь уп)авляю1ие1О 8 и формирователь выходных UMnyjOiOOB 9.

В зависимости от активнот-о сог:тояния |

нейрона возбуждения или торможения на

к51юч 2 синаптического элемента прикладывается отрицательный или положительный потенциал управления ключом, в связи с чем входные задержанное импульсы элемента 1 поступают на прямой или инвертирующий вход сумматора 3.

Сумматор 3 осуществляет пространст- венную и временную сеЛекцию входных сигналов, поступающих с соответствующих ключей 2 (пространственная селекция на активных суммирующих резисторах, временная кратковременная - на емкости сумматора 3).

Просуммированный входной сигнал с сумматора 3 поступает на блок сравнения 4. При превыщении суммарного напряжения обеих полярностей на сумматоре 3 порогового уровня срабатывает блок 5. Цепь обратной связи (интегратор 7) предназначена для увеличения проходимости связи после предшествовавшего периода активности от тренировки. Временная память - увеличенная проходимость сразу после ее включения, медленно понижающаяся после прекращения возбуждения нейро юв, осуществля- е1х;я обратной связыр с | часачэтного детектора 6 на блок 5. Изменение уровня иосгоянной памяти связи в зависимости от Чс1стот1 1 ее употребления в единицу времени моделируе1ч;я обратной связью с инTorpiiTOpa 7 на блок сравнения 4. С этого блока разностный поа-енциал ностунает на формирователь 8, который :ут1равляет ха- ракч-ером воздействия . Если раз- H jCTij напряжения на сумматоре 3 и порогового уровня блока сравнения 4 имеет положительное приращение, то (юрми)уе1х;я 11оложительньн1 потенциал, разрешающий прохождение сигнала по входу Возбуждеуин.

Схема может работать и без формирователя. Тогда потенциальный вход синаптического ключа подключается к положительному или отрицательному потенциалу источника питания. В этом случае данный синапс будет носить постоянный характер воздействия, только .тормозной или только возбуждающий.

Формирователь 9 формирует импульсы положительной полярности, стабильной амплитуды и длительности с низким выходным сопротивлением с импульсов, поступающих с блока 5.

Предмет изобретения

о

Устройство для моделирования нейрона, содержащее элементы задержки, входы ко- торых соединены со входами устройства, и суцматор, выход которого через последовательно соединенные блок сравнения, блок преобразования напряжения в частоту и формирователь выходных импульсов сое- динен с первым выходом устройства, о т- ли чающееся тем, что, с .целью увеличения точности моделирования, оно содержит формирователь управляющего сиглала, интегратор, часготный детектор и ключи, нервый вход каждого из которых , /подключен к выходу соответствующего элемента задержки, второй вход - ко вхаду устройства, а выходы соединены со входа- ми сумматора; вход частотного детек- тора подключен к выходу блока преобразования напряжения в частоту, а его выход I соединен со вторым входом указанного

блока и через интегратор - со входом бло- I ка с.равнения, выходы которого через фсзр мир1эватель управляющего сигнала соединены со вторым выходом устройства.