Устройство для моделирования нейрона Советский патент 1983 года по МПК G06G7/60 

;(54) УСТРОЙСТВО для МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕЙРОНА

Изобретение относится к электрическому моделированию нервной системы и может быть использовано при моделировании нейронов, эгщающих ритм работы нейронных сетей.

Известно устройство для моделирования нейрона, юряержгоцее источники входных импульсов, сумматор, схему сравнения, преобразователь напряжения в частоту, формирователь выходных импульсов 3Недостатком этого устройства является его сравнительно низкая точность.

Наиболее близким к изобретению является устройство для моделирования нейрона, содержащее преобразователи частоты в напряжение, источник входных импульсов, сумматор, преобразоваель напряжения в частоту и формнрова тель выходных импульсов 2 .

Недостатком данного устройства является невозможность получения tipH работе на нем дискретно меняющихся ритмов выходньгх последовательностей, например ритмов дыхательных нейронов, ритмов нейронов ретикулярной формации, которые могли бы быть использованы для управления работой нейронных сетей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет учета дискретности меняющихся ритмов..

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник входных импульсов, группу преобразователей частоты в напряжение, при чем выход 1-го преобразователя частоты в напряжение группы (где ,

15 тельно введены группа пороговых элементов, группа элементов задержки, . полосовой фильтр, коммутатор и ключ, причем выход источника входных импульсов соединен с информационным

20 входом ключа, выход которого подклю чен к входу первого преобразователя частоты в напряжение группы и к входу, первого элемента задержки группы, выход 1-го элемента задержки

25 группы соединен с входом (i-fl)-ro злемента задержки группы и входом (i+l)-ro преобразователя частоты в напряжение группы, выход i-го. пре- образователя частоты в напряжение 30 группы подключенк i-му входу коммутатора,выход которого соединен с управлякадим входом ключа, входы всех пороговых элементов группы объединены и Подключены к выходу сумматора, выход формирователя выходных импульсов соединен с входом полосового фильтра. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - выходная характеристика сумматора. Устройство содержит преобразователи 1 частоты в напряжение, сумматор 2, пороговый элемент 3, преобразователь 4 напряжения в частоту, формирователь 5 выходных импульсов,и точник 6 входных импульсов, ключ 7, элементы 8 задержки, коммутатор 9, .полосовой фильтр 10, пороговые леме ты 11. Устройство работает следующим образом. Рассмотрим случай/ когда к управляющему входу ключа подключен выход ,1оследнего преобразователя частоты в напряжение. Импульсы с частотой следования f с выхода источника 6 входных импульсов через ключ 7, нормальное положение KOTOjporo открытое, поступают на вход первого преобразователя 1 частоты в напряжение, затем через время., характеризуидее блок 8 задержки, поступают на вход второго преобр зователя 1 частоты в напряжение и затем через второй блок задержки на вход третьего преобразователя частоты в напряжение и т.д. до последнего преобразователя частоты в напряжение В такой же последовательности на -выходах преобразователей частоты в напряжение появляется напряжение и,, которое имеет место на. выходе преобразователя все время, пока на его вход поступают импульсы с частотой следования. Напряжение на выходе сум матора 2 меняется в каждом Д1нтервале времени, зависящего от характеристики блока задержки. В случае, если все характеристики блоков задержки одинаковы и соответствующие веса входов устройства равны между СО.6ОЙ, то. за время Т, равное сумме fetr, цепи элементов задержки напряжение на выходе сумматора, ме няется в. простой закономерности;U, 2u,3u,4u,5u,6u ...Цфиг. 2). При появлении напряжения на выходе последнего преобразователя частоты в напряжение (п ) напряжение с его выхода .поступит на управляющий вход ключа i и закроет доступ имйуль сов с выхода источника импульсов на Ьходы преобразователей 1. После этого напряжение на сумматоре начинает меняться в обратном порядке :пи, (n-1/u, (n-2)u,..., 2u,u,0 (фиг. 2) Соответствующие напряжения с выхода сумматора 2 проходят на пороговый элемент, задающий нижний порог возбудимости. Величина onopHorov напряжения порогового элемента гарантирует устройство от возбуждения при подаче на его вход подпороговых сигналов. Напряжение преобразуется в частоту в преобразователе 4 напряжения в частоту и. в блоке 5 происходит формирование выходных импульсов.На выходе устройства появляется последовательность, пропорциональная напряжению на выходе сумматора 2. Такимобразом, частота следования импульса на выходе формирователя 5 выходных импульсов дискретно меняется в соответствии с изменениями напряжения на выходе сумматора 2. В более общем случае при постоянной входной частоте импульсов и равными величинами задержки выходная частота следования импульсов определяется как произведение входной частоты f на сумму весов входов, на которых в данный момент времени поступает частота Задание разных весов возбуждающих и тормозящих входов позволяет получить на выходе последовательности с самыми различными типами дискретных распределений С помощью коммутатора 9 к управляющему входу ключа могут быть подключены выходы одного или больше преобразователей частоты в напряжение. В этом случае ключ 7 находится в закрытом состоянии все то время, когда на выходах соответствующих преобразователей частоты в напряжение 1 будет напряжение. При подключении к выходу устройства полосового фильтра дискретность распределения выходной последовательности повышает точность управления нейронными сетями при применении данного типа нейронного элемента в этих целях. При подключении к выходу сумматора 2 группы пороговых элементов лредоставляется возможность осуществлять управление нейронными сетями по напряжению. Предлагаемое устройство может быть применено для управления работой нейронных сетей, при задании ритма их работы, управления образованием структуры нейронной сети. Формула изобретения Устройство для моделирования нейрона,- содержащее источник входньлх импульсов, группу преобразователей