Устройство для моделирования нейрона Советский патент 1979 года по МПК G06G7/60 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЙРОНА Ю И 11, тороидальный магнитный сердечник 12 с зазором, в который помещен датчик 13 Холла. На сердечнике 12 размещены обмотки; обмотка 14 служит для перемагничивания сердечника ,в положительную сторону, а обмотк-а 15 перемагничиваетсердечник в отрицательную сторону. Балансный усилитель 16 постоянного, тока с симметричным входом и несимметричны.м выходо.м служит для усиления сигнала датчика 13 Холла. Выходные сигналы модели поступают с порогового элемента 17 и логического элемента И 18. Сердечник 12 с обмотками 14 и 15 с Датчиком 13 Холла входит, в состав узла 19 памяти. Устройство работает следующим образо.м. На входах имеются пороговые элементы 5 и 6. Как только сигнал на входе достигает некоторого определенного значения, пороговый элемент срабатывает и на его выходе появляется логическая единица. При появлении сигналов на возбуждающем входе 1.и входе 2 положительного подкрепления срабатывают пороговые элементы 5 и 6. Единичные сигналы с выходов этих пороговыхэлементов поступают на логический элемент И 8, который регистрирует-одновременное появление возбуждающего сигнала и положительного подкрепляющего сигнала и подает единичный уровень напряжения на вход одновибратора 10. Одновибратор 10 выдает импульс, и об.мотка 14 подмагничнвает сердечник на шаг в положительную сторону. Длительность импульса одновибраторов 10 и 11 выбрана так, что сердечник 12 перемаг-;ничивается лищь частично. Каждое следующее совпадение возбуждающего и положительного подкрепляющегд сигналов приводит к дальнейшему подмагничиванию сердечника 12 в положительную «сторону. Таким образом, происходит выделение и закрепление одного из нескольких наиболее существенных признаков опознаваемого объекта. - При воздействии только на входе положительного подкрепления срабатывает пороговый элемент 6, и логическая единица поступает на второй вход логического элемента И 9. .Так как на входе 1 сигнал отсутствует, с Bbixo/ia инвертора 7 снимается единичный уровень .напряжения, который подается на первый вход логического элемента И 9. Логическая единица с выхода логического элемента И 9 возбуждает одновибратор. II, при этом обмотка 15 подмагничивает сердечник 12 на шаг в отрицательную сторону. Таким образом, если данный признак опознаваемого объекта явл Гется случайным, встречается редко или не встречается.вообще, после обучения содержимое памя:ти становится отрицательным. Для регистрации величины и знака намагниченности тороидального сердечника 12 используется датчик 13 Холла, который помещен в зазор сердечника 12. Сигнал, снимаемый с холловских контактов датчика 13, поступает на симметричный вход балансного усилителя 16 постоянного тока, а несимметричный выход этого усилителя связан со входом порогового эле.мента 17, регистрирующего положительное содержимое памяти. При положительном содержимом памяти на несимметричном выходе балансного .усилителя 16 постоянного тока появляется усиленный сигнал датчика 13 Холла. Пороговый элемент 17 срабатывает и выдает единичный уровень напряжения на выход 3 возбуждающих сигналов и на второй вход логического элемента И 18. Первый вход логического элемента И 18 связан с выходом инвертора 7. Если содержимое памяти положительно, а сигнал на возбуждающем входе 1 отсутствует, с логического элемента И 18 на выход 4 выдается тормозящий сигнал, который исчезает при появлении на входе I возбуждающего сигнала. При отрицательном содержимом памяти на порогового элемента 17 выдается логический ноль, что приводит к исчезновению сигналов на выходе 3 возбуждающих сигналов и выходе 4 тормозящих сигналов. Преимупдество предлагаемого устройства по отношению к известным устройства.м состоит в том, что степень закрепления запоминае.мого признака опознаваемого объекта зависит от вероятности его появления, поэтому все случайные и несущественные признаки не запоминаются, что позволяет при обучении выделять и закреплять только наиболее суцгественные признаки объекта или какой-либо- ситуации. Формула изобрете.ния Устройство для моделирования нейрона, содержащее пороговые элементы , входы первого и второго изкоторых соединень соответственно с возбуждающим входом и входом положительного подкрепления устройства, а выход третьего - с выходом возбуж; дающих сигналов устройства, логические элементы И, инвертор и узел памяти, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности моделирования процесса образования условного рефлекса, оно содержит два одновибратора, входы которых Подключены соответственно к выходам первого и второго логического элемента И, и балансный усилитель, выход которого соединен с входом третьего порогового элемента, узел памяти выполнен в виде магнитного сердечника с двумя- обмотками, подключенными к выходам о.дновибраторов, и датчика Холла, помещенного в зазор магнитного сердечника

и соединенного с входами балансного усилителя, входы первого логического элемента И подключены к выходам первого и второго пороговых элементов, входы второго логического элемента И - к выходам инвертора и второго порогового элемента, а входы третьего логического элемента И - к выходам инвертора и третьего порогового элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 211168, . G 06 G 7/60, .1966.

2.Крайзмер Л. П., Сочивко В. П. Бионика, М., 1968, с. 77.

3.Авторское свидетельство СССР № 222028, М.кл. G 06 G 7/60, 1966.