Устройство для моделированияНЕйРОНА Советский патент 1981 года по МПК G06G7/60 

Изобретение относит. к нейробионике и предназначено для применения в моделях нейронных сетей для получения их собственных автономных ритмов работы, в частности для временной регуляции порогов в сетях, моделируют щих работу глазодвигательного центра а именно, для задания самой сетью вре мени рассмотрения образа в центральном поле зрения моделей систем распознавания зрительного образа. Известно устройство для моделирования адаптивного нейрона, содержащее функциональные преобразователи, блоки умножения, источники знергии, сумматор, блок управления коэффициентами чувствительности l. Недостаток этого устройства - низкая точность моделирования при моделировании глазодвигательного центра. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является устройство для моделирования нейрона, содержащее первую группу преобразователей частоты в напряжение выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, прямой вхо которого соединен с выходом первого преобразователя частоты в напряжение вход которого являет.ся входом устройства, и второй преобразователь частоты в напряжение, выход которого подключен к инвертирующему входу сумматора, выход которого соединен с входом схемы сравнения, выход которой через преобразователь напряжения в частоту подключен к формирователю выходных импульсов, выход которого является выходом устройства. Вхох1Ы первой группы преобразователей частоты в напряжение являются входс1ми устрой.ства Г. Недостаток известного устройства - невозможность использовать его для. временной регуляции порогг ш элементов . нейронных сетей. Цель изобретения - повышение точности моделирования. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первую группу преобразователей частоты в напряжение, выходы которых подключены к соответствующим входам сумматора, прямой вход которого соединен, с выходом первого преобразователя частоты в напряжение, вход которого является информационным входом устройства, и второй преобразователь час тоты в напряжение, выход которого подключен к инвертирующему входу сумматора, выход которого соединен с входом схемы сравнения, выход которой через преобразователь напряжения в частоту подключен к формирователю выходных импульсов, выход которого является выходом устройства; введены вторая группа преобразователей частоты в напряжение, ключи, линия задержки, коммутатор и дополнительный сумматор, выход которого соединен с управляющими входами ключей, входы которых подключены к выходу формирователя выходных импульсов выход одного ключа соединен со входом второго преобразователя частоты в напряжение, выход другого ключа через линию задержки подключен к информационному входу коммутатора, выходы которого соединены со входами соответствующих преобразователей частоты в напряжение первой группы, вьисоды преобразователей частоты в напряжение второй группы подключены к.соответст вующим входам дополнительного суммато ра, отдельный инвертирующий вход кото рого соединен с выходом сумматора, входы преобразователей частоты в напряжение второй группы и управляющий вход коммутатора являются управляющими входами устройства. На чертеже представлена структур ная схема устройства Устройство содержит первую группу преобразователей 1-3 частоты в на пряжение, первый преобразователь 4 частоты в напряжение, второй преоб,разователь 5 частоты в напряжение, вторую группу преобразователей 6-8 частоты в напряжение, причем выхода: преобразователей 6 и 7 подключены йр мым входом дополнительного сумматора а выход преобразователя 8 к инвертир ющему , сумматор 9,дополнительный сумматор 10, схему 11 сравнения, преобразователь 12 напряжения в частоту, формирователь 13 выходных импульсов, ключи 14 и 15, причем нормальное по ложение ключа 14 - открытое, а ключа 15 - закрытое, линию 16 задержки, коммутатор 17, Устройство работает следующим образом. Подача сигнгшов на вход преобразователя 4 вне зависимости от частоты следования их импульсов не приводит к возбуждению устройства, так как замыкание обратной связи через открытый ключ 14 на вход преобразователя 5 тормозного входа, вес которого задается больше единицы, приводит к подавлению активности устройст ва. Подача сигналов на один из управ ляющих входов 6 или 7 приводит к тому, что на выходе cyNwaTopa 10 образуется напряжение, пропорциональное частоте следования импульсов сигнала управления или сумме частот сигналов управления, если последние подаются на входы-двух (или более) преобразователей возбуждающих входов. Напряже ние на выходе сумматора 10 закрывает ключ 14 и открывает ключ 15, что приводит к разрыву цепи отрицательной обратной связи и замыканию цепи Положительной обратной связи, Сигналы с выхода устройства начинают по-, даваться на информационный вход коммутатора 17 и, в зависимости от его Йоложения, на один из возбуждающих входов сумматора, веса которых задаются меньше единицы, равный единице и больше единицы. Вследствие разрыва отрицательной обратной связи и замыкания положительной, частота следования импульсов сигналов на выходе устройства начинает возрастать, при этом скорость возрастания зависит от частоты, подаваемой на вход преобразователя 5, веса входа сумматора, на который подключен коммутатор 17, и общей величины временных задержек элементов устройства, включая и блок 16 Задержки. По мере возрастания напряжения на выходе сумматора 9, напряжение, подаваемое на отдельный инвертирующий вход сумматора 10, приближается к напряжению, подаваемому на его прямые входы (или вход), и в момент их равенства напряжение на выходе сумматора 10 исчезает, вследствие чего открывается ключ 14 и закрывается ключ 15. Активность устройства резко тормозится. Время нахождения устройства в состоянии активности зависит от частоты следования импульсов на его управляющем необходимости быстрого выклю- чения устройства сигнал подается на вход преобразователя 8. Основное назначение устройства применение его в сетях распознавания образов, Один из возможных вариантов его применения в таких сетях заключается в следуницем, При установлении проекции изображения на центральное поле зрения в зависимости от информативности изображения меняются сигналы, подаваемые на вход преобразователя 6 устройства. Сигнсшы с выхода устройства повышают пороги соответствующих блоков сети, активность которых смещает проекцию изображения, в этом случае, чем вьнне информативность зрительного изображения, тем большее время проекция его будет оставаться в пределах центрального поля зрения, что играет существенную ЕЮ ль в режиме распознавания зрительного образа. При малой информативности изображения время фиксации его проекции в центральном поле зрения соответственно уменьшается, что способствует сокращению непроизводительных затрат работы сети распознавания зрительного образа. Кроме того, устройство МОЖН01 применять в конструкциях новых