Устройство для моделирования адаптивного нейрона Советский патент 1977 года по МПК G06G7/60 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАПНЯ АДАПТППИОГО НЕЙРОНА лог( преобразователя вход которого соешжен с BbixoztOM блока ф 5рмиронания уровня дисбаланса энергии. Выход блока вычисления целевоГт функции оптимизации подключен к третьему иходу блока onти wзaции ко ффициеитои чувствигельмосги, первый вход к выходу блока формирования ypOBfiH дисбаланса энергии, а второй вход к выходу норного регулируемого источника зне|)гии. Первый вход нервого функщи 1ально1о преобразователя соединен со входом блока формирования уровня дисбаланса )нергии и со вторым входом второго функщюнального преобразователя, выход которого является выходом устр)йства и подключен ко входу первого регулируемого источника Л1ергии-и ко второму входу первого функционального преобразователя, выход которого соединен со вторым входом второго регулируемого источника знергии. На чертеже изображена блок-схема устройства. Устройство для моделирования адаптивного нейрона содержит п входов 1, п дополнительных регулируемых источников 2 энергии, п блоков 3 умножения, блок 4 пространственно-временного суммирования, первый 5 и второй 6 функциональные преобразователи, регулируемый источник энергии 7, блок 8 формирования уровня дисбаланса энергии, второй регулируемый и точник 9 энергии, блок 10 оптимизации коэффициентов чувствительности, третий функциональный преобразователь 11, блок 12 вычисления целевой функции оптимизации и -выход 13 (потоки энергии на схеме обозначены двойными стрелками). Устройство работает следующим образом. Допустим па i-й вход 1 поступает входное воздействие .Xj. Под его влияьшем в блоке 2 генерируетси энергия, необходимая для усиления этого сигнала. В блоке 3 умножения велимна энергии Fy .., затращваемой на усиление входного сигнала A-J, сама величина л{ и коэффициент а чувствительности i - го входа перемножаются. Результирующи сигнал поступает на i-й вход блока 4 пространственно-временного суммирования, выходом которого является величина суммарного входного воздействи на нейрон х. Эта величина поступает на функцио шльный преобразователь 6, {«ализующий функцию V 2 U БХ 1 З преобразующий х в выхо}даой сигнал нейрона, причем параметром лог преобразования служит веяишна энергии ф(3)-((ЬЧ,...,й-К)) где S - дискретное время, К - целое положительное число), затрачиваемое m ос 1цествление функадона ной як П1ВНОСТИ нейрона (генерируется в блоке 7). В функционпльном преобразователе 5, реализующем зависимость Н.„„ Р.(х...- величина ;.. суммарного Bxo, воздействия преобразуется в величину сигнал:), характеризующего уровень дисбаланса энер ИИ т вызванного воздействием .x,jv, причем велитона выхошого сигнала нейронаУ выступает в качестве одною иэ аргу.ментов функ1УШ Tj. Помимо первою и вюрого функциональных реобразователей 5 и 6, суммарное входщч; возействие поступает на блок 8 формирования уровня исбаланса, осуншствляюпшй функциональное Н1 ебразование этой величины в сигнал, харакгериующий уровень дисбаланса вызвашюго скоростью изменения входного возействия:Результаты нейроцитохимических экспериментов позволяют сделать вывод о целесообразности введения в модель нейрона блока 10 оптимизации коэффициентов чувствительности и второю регулируемого источника ) энергии, затрачиваемой на обеспечение процесса оптимизации. Параметрами этою источника являются величины дисбалансов энергии на входе И Е,параметром блока 10 оптимизации коэффициентов чувствительности выходная величина третьего функционального преобразователя 11, реализуюптего функцию вида: (а) V (,), у - Ч I I с 1с 1при Е Sg«(ES)H О при - E.gx Ч при (перемеш1ая , задаст здесь полосу нечувствительности или невлияния параметра Ijr на блок 10 оптимизации коэффициентов чувс1вигельности). Блок 10 оптимизатши осуществляет поиск таких значений коэффициентовл чувствительности входов нейрона, которые че(кз их влияние на другие внутренние переменные, в конеч)го.м счете, доставили бы минимум функции d 0. (t ,Г вырабатьюаемой в блоке 12 вычисления целевой функции оптимизации, т.е. блок 10 оптимизации коэффициентов чувствительное™ реализует поисковьй итеративньш процесс вида: (ф1(5-1,...5-К)(ь-о1 (5-11((Ь-1))((Ь-п)1г где К - целое положительное число. Величины Е ф И выст пают в этом итератив ном процессе оптимизащти в качестве параметров, определяющих величину поискового шага. Таким образом,введение в модель нейрона указанных блоков и соответствующих связей позволило воспроизвести наблюдаемьш в цитохимических экспери.мепгах энергетический .механизм регуляции чувствительности и усиления в а;щых сигналов в нейроне, т.е. обеспечило расширение функциона.1ьных возможностей устройства. Формула изобретения Устройство JuiH моделирования адаптивного нейрона, содержащее последовательно соединенные блок П1Х)С1ранственно-временно о суммирования и первый функциональ 1ый )разоватсль, последовательно соеди 1енн 1е регу.ч 1русмь Й j и второй функшшнальный преобразо