Техническая нервная система

Техническая нервная система

Реферат

 

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано для управления роботами, станками и др. для регулирования технологических процессов. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет увеличения числа решаемых задач и сокращения продолжительности обучения объекта с технической нервной системой. Устройство содержит технический мозг, распределитель выходных сигналов технического мозга, регулятор мощности питания рецепторов, активное устройство обучения, рецепторы выходных сигналов технического мозга, внешних систем, обучения и распределения питания. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано для управления роботами, станками и другим оборудованием, для регулирования технологических процессов.

Известна техническая нервная система [1], включающая источник питающего напряжения постоянного тока, технические органы чувств, состоящие из рецепторов очувствления, и технический мозг в виде матрицы регулируемых резисторных элементов, каждая строчная шина которой соединена с выходом отдельного рецептора очувствления, а столбцовые шины этой матрицы объединены попарно, и каждая пара подсоединена к отдельному сумматору-вычитателю, выходы сумматоров-вычитателей являются выходами системы управления.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является техническая нервная система [2], которая включает технические органы чувств (технические глаза, уши, кожу и т.д.), состоящие из рецепторов очувствления, соединенных питающими шинами через распределитель питания рецепторов в виде набора элементов коммутации с первой клеммой источника питающего напряжения, включает технический мозг в виде матрицы регулируемых резисторных элементов, каждая строчная шина которой соединена с выходом отдельного рецептора очувствления, а столбцовые шины которой соединены через нагрузочные резисторы со второй клеммой источника питающего напряжения и объединены попарно, и включает усилители (сумматоры-вычитатели), каждый из которых своими входами соединен с отдельной парой столбцовых шин, выходы одной части усилителей являются выходами системы на исполнительные двигатели объекта управления, выходы другой части усилителей соединены с частью управляющих входов распределителя питания рецепторов, остальные управляющие входы которого подключены к внешним системам управления.

Указанные технические решения имеют недостаточно широкие функциональные возможности, для них характерны длительное обучение решению поставленных задач, недостаточная точность обучения и невозможность самообучения на решение поставленных задач, сложность и громоздкость устройства.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей технической нервной системы, ускорение процесса обучения устройства решению поставленных задач, повышение точности обучения, реализация самообучения устройства, упрощение технической нервной системы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены распределитель выходных сигналов технического мозга, регулятор мощности питания рецепторов, активное устройство обучения, содержащее соединенные последовательно генератор сигналов обучения, регулятор мощности сигналов обучения и распределитель сигналов обучения, с выходами которого соединены преобразователи проводимостей элементов матрицы технического мозга, в устройство введены также рецепторы выходных сигналов технического мозга, рецепторы внешних систем, рецепторы обучения, рецепторы распределения питания, введены первая группа дополнительных питающих шин рецепторов выходных сигналов технического мозга, вторая группа дополнительных питающих шин рецепторов внешних систем, третья группа дополнительных питающих шин рецепторов обучения, кроме этого в матрицу резисторных элементов технического мозга включены первая группа дополнительных пар столбцовых шин матрицы технического мозга с усилителями для управления распределителем выходных сигналов технического мозга, вторая группа дополнительных пар столбцовых шин с усилителями для управления регулятором мощности питания рецепторов, третья группа дополнительных пар столбцовых шин с усилителями для управления регулятором мощности сигналов обучения и четвертая группа дополнительных пар столбцовых шин с усилителями для управления распределителем сигналов обучения.

Распределитель выходных сигналов технического мозга представляет собой набор элементов коммутации. Информационные входы элементов коммутации соединены с выходами части усилителей выходных сигналов технического мозга, а выходы элементов коммутации соединены с выходами распределителя выходных сигналов технического мозга, которые являются выходами системы на исполнительные двигатели объекта управления. Управляющие входы элементов коммутации распределителя соединены с выходами усилителей выходных сигналов технического мозга первой группы дополнительных пар столбцовых шин, а также подключены к внешним управляющим системам. Введение распределителя выходных сигналов технического мозга расширяет функциональные возможности объекта управления с технической нервной системой за счет увеличения числа решаемых им задач и их усложнения, повышает точность обучения и сокращает продолжительность обучения их решению.

Вход регулятора мощности питания рецепторов соединен с первой клеммой источника постоянного тока, а выход соединен с входом распределителя питания рецепторов. Управляющие входы регулятора мощности соединены с выходами усилителей выходных сигналов технического мозга второй группы дополнительных пар столбцовых шин, а также подключены к внешним управляющим системам. Введение регулятора мощности питания рецепторов позволяет реализовать существование эмоций объекта управления, что расширяет его функциональные возможности и ускоряет процессы обучения и самообучения.

Первая группа дополнительных питающих шин рецепторов соединена со строчными шинами матрицы технического мозга через рецепторы выходных сигналов технического мозга, каждый из которых выполнен в виде электронной схемы, управляющий вход которой соединен с выходом усилителя технического мозга или с выходом распределителя выходных сигналов технического мозга. Наличие рецепторов выходных сигналов технического мозга позволяет реализовать процесс мышления объекта управления, что расширяет его функциональные возможности.

Вторая группа дополнительных питающих шин рецепторов соединена со строчными шинами матрицы технического мозга через рецепторы внешних управляющих систем, каждый из которых выполнен в виде электронной схемы, управляющий вход которой соединен с одним из тех выходов внешних систем управления, которые в свою очередь соединены с управляющими входами регулятора мощности питания рецепторов, с управляющими входами распределителя питания рецепторов, с управляющими входами распределителя выходных сигналов технического мозга, с управляющими входами регулятора мощности сигналов обучения, с управляющими входами распределителя сигналов обучения. Наличие рецепторов внешних систем дает информацию технической нервной системе об управляющих сигналах, подаваемых на ее управляемые внешними системами элементы.

Третья группа дополнительных питающих шин рецепторов соединена со строчными шинами матрицы технического мозга через рецепторы обучения, каждый из которых выполнен в виде электронной схемы, управляющий вход которой соединен с одним из выходов распределителя сигналов обучения. Наличие рецепторов обучения позволяет регулировать и контролировать процесс обучения технической нервной системы.

Питающие шины рецепторов очувствления, рецепторов выходных сигналов технического мозга, рецепторов внешних систем и рецепторов обучения соединены со строчными шинами матрицы технического мозга через рецепторы распределения питания или внимания, каждый из которых выполнен в виде электронной схемы, управляющий вход рецептора распределения питания соединен с его питающей шиной. Наличие рецепторов распределения питания позволяет подстраивать систему, не переобучая ее, и дает информацию технической нервной системе о распределении и мощности питания ее рецепторов.

Выход каждого отдельного из рецепторов очувствления, рецепторов выходных сигналов технического мозга, рецепторов внешних систем, рецепторов обучения и рецепторов распределения питания разделен на множество выходов, соединенных со строчными шинами матрицы технического мозга через блоки задержки, имеющие различные постоянные времени задержки сигнала, а величина тока на выходах отдельного рецептора зависит от значения сигнала, подаваемого на его управляющий вход. Такое исполнение рецепторов технической нервной системы расширяет ее функциональные возможности за счет учета ситуаций, предшествующих текущей, с разной степенью отделения от нее во времени.

Генератор сигналов обучения в виде независимого источника постоянного тока соединен с входом регулятора мощности сигналов обучения. Выход регулятора мощности сигналов обучения соединен с входом распределителя сигналов обучения. Управляющие входы регулятора мощности сигналов обучения соединены с выходами усилителей технического мозга третьей группы дополнительных пар столбцовых шин, а также подключены к внешним управляющим системам. Распределитель сигналов обучения представляет собой набор элементов коммутации. Информационные входы элементов коммутации соединены с выходом регулятора мощности сигналов обучения, а выходы элементов коммутации - с выходами распределителя сигналов обучения. Управляющие входы элементов коммутации распределителя сигналов обучения соединены с выходами усилителей технического мозга четвертой группы дополнительных пар столбцовых шин, а также подключены к внешним управляющим системам. Каждый выход распределителя сигналов обучения соответствует отдельной столбцовой шине матрицы технического мозга и соединен с преобразователями проводимостей резисторных элементов матрицы технического мозга. Преобразователь проводимости включает в себя перемножитель сигнала со строчной шины матрицы мозга и сигнала с выхода распределителя сигналов обучения, а также включает регулятор проводимости резисторного элемента матрицы. Каждый преобразователь проводимости изменяет проводимость отдельного резисторного элемента мозга пропорционально произведению сигнала обучения с выхода распределителя сигналов обучения, соответствующего столбцу матрицы мозга, с которым соединен данный регулируемый резисторный элемент мозга, и сигнала выхода рецептора, соединенного строчной шиной с данным резисторным элементом. Активное устройство обучения позволяет реализовать обучение и самообучение объекта управления решению поставленных перед ним задач.

Технический (электронный) мозг может быть выполнен в виде матрицы резисторных элементов, изменяющих свою проводимость под воздействием электрических импульсов, например, из халькогенидных полупроводников, а генератор сигналов обучения в виде генератора импульсов, выходы распределителя сигналов обучения в этом случае напрямую соединены с соответствующими столбцовыми шинами матрицы мозга, что упрощает устройство технической нервной системы, т. к. регулируемые резисторные элементы технического мозга в этом случае включают в себя и преобразователи проводимостей этих элементов [1], [4], [7] , [9], [10], [11].

На фиг. 1 представлена принципиальная схема технической (электронной) нервной системы. Она содержит источник постоянного тока 1, регулятор мощности питания рецепторов 2, распределитель питания рецепторов 3, питающие шины рецепторов выходных сигналов технического мозга 4, питающие шины рецепторов очувствления 5, питающие шины рецепторов внешних систем 6, питающие шины рецепторов обучения 7, набор рецепторов технической нервной системы 8, состоящий из рецепторов выходных сигналов технического мозга 9, рецепторов очувствления 10, рецепторов внешних управляющих систем 11 и рецепторов обучения 12, рецепторов распределения питания рецепторов 13, технический мозг 14 в виде матрицы регулируемых резисторных элементов (на схеме не показаны), соединяющих через диодные элементы (на схеме не показаны) строчные шины 15 матрицы со столбцовыми шинами 16, усилители выходных сигналов технического мозга 17, распределитель выходных сигналов технического мозга 18, выходы которого 19 являются выходами системы на исполнительные органы объекта управления. Кроме этого, техническая нервная система содержит активное устройство обучения 20, включающее источник питания устройства обучения 21, регулятор мощности сигналов обучения 22, распределитель сигналов обучения 23, выходы которого 24 соответствуют столбцовым шинам матрицы мозга, и преобразователи проводимостей резисторных элементов матрицы мозга (на схеме не показаны). Столбцовые шины 16 матрицы мозга объединены попарно и разделены на группы вместе с соответствующими им усилителями 17: группа пар столбцовых шин 25 с выходами усилителей 26, предназначенная для управления исполнительными органами объекта управления, группа пар столбцовых шин 27 с выходами усилителей 28, предназначенная для управления распределителем 18 выходных сигналов технического мозга, группа пар столбцовых шин 29 с выходами усилителей 30, предназначенная для управления регулятором мощности 2 питания рецепторов, группа пар столбцовых шин 31 с выходами усилителей 32, предназначенная для управления распределителем питания 3 рецепторов, группа пар столбцовых шин 33 с выходами усилителей 34, предназначенная для управления регулятором 22 мощности сигналов обучения, группа пар столбцовых шин 35 с выходами усилителей 36, предназначенная для управления распределителем 23 сигналов обучения. Часть управляющих входов регулятора мощности 2 питания рецепторов, распределителя питания рецепторов 3, распределителя выходных сигналов технического мозга 18, регулятором мощности сигналов обучения 22, распределителя сигналов обучения 23 предназначена для подключения к выходам внешних управляющих систем 37. Рецепторы мозга имеют управляющие входы 38, предназначенные для получения выходных сигналов усилителей мозга и распределителя выходных сигналов мозга. Рецепторы распределения питания имеют управляющие входы 39, предназначенные для получения выходных сигналов распределителя питания рецепторов.

На фиг. 2 показаны технический мозг 14 и активное устройство обучения 20 технической нервной системы, включающее источник питания устройства обучения 21, регулятор мощности сигналов обучения 22, распределитель сигналов обучения 23, выходы которого 24 соответствуют столбцовым шинам матрицы мозга 14. Распределитель 23 содержит электронно-управляемые элементы коммутации 40, управляющие входы которых соединены с выходами 36 усилителей отдельной группы пар 35 (фиг. 1) столбцовых шин технического мозга и управляющими выходами внешних управляющих систем 37. Кроме этого активное устройство обучения включает преобразователи проводимостей 41 резисторных элементов 42 матрицы мозга, соединенных с диодными элементами 43. Каждый из преобразователей проводимостей 41 резисторных элементов мозга 42 содержит перемножитель сигналов 44, входы которого соединены со строчной шиной 15 и выходом 24 распределителя сигналов обучения 23, соответствующего столбцовой шине 15 технического мозга, с которой соединен резисторный элемент 42, проводимость которого регулируется данным преобразователем. Выход перемножителя 44 соединен с регулятором проводимости 45, например электромеханическим, в виде электродвигателя, перемещающего подвижный контакт переменного резистора, электрохимическим в виде гальванического элемента или халькогенидного полупроводника, совмещающего в себе преобразователь проводимости и сам регулируемый резисторный элемент мозга. Столбцовые шины матрицы мозга соединены через нагрузочные резисторы 46 с клеммой источника питания 1 (фиг. 1), а выходы распределителя сигналов обучения соединены через нагрузочные резисторы 47 с клеммой источника питания устройства обучения 21. Диодные элементы 43 установлены таким образом, чтобы пропускать ток через матрицу мозга от одной клеммы источника питания 1 к другой.

На фиг. 3 показан пример выполнения рецепторов выходных сигналов технического мозга, преобразующих выходные сигналы усилителей, соединенных со столбцовыми шинами технического мозга, и выходные сигналы распределителя выходных сигналов технического мозга в выходные сигналы рецепторов, подаваемых на строчные шины 15 мозга. Рецептор имеет вход 48, пару транзисторных элементов p-n-p 49 и n-p-n 50, управляющий вход 38, соединенный с выходом усилителя технического мозга, а также блоки задержки 51, выходы которых 52 являются выходами рецептора. В зависимости от знака сигнала на выходе усилителя открывается один из транзисторных элементов и на строчные шины 15 (фиг. 1, 2) технического мозга, с которыми соединен открытый транзисторный элемент, подается ток одной из питающих шин 4 (фиг. 1), величина которого определяется величиной сигнала, поданного на базу транзисторного элемента. Пример выполнения рецепторов выходных сигналов технического мозга совпадает с примером выполнения рецепторов внешних систем, которые преобразуют управляющие сигналы внешних управляющих систем в выходные сигналы рецепторов, подаваемые на строчные шины технического мозга.

На фиг. 4 показан пример выполнения рецептора очувствления, имеющего вход 53, транзисторный элемент 54 и соответствующий ему чувствительный элемент 55, например фоторезистор, транзисторный элемент 56 и соответствующий ему резисторный элемент 57, блока задержки 58, выходы которых 59 являются выходами рецептора на строчные шины 15 (фиг. 1, 2) технического мозга. Управляющим входом рецептора очувствления является изменение освещенности фоторезистора.

На фиг. 5 показан пример выполнения рецептора обучения, имеющего вход 60, транзисторный элемент 61, управляющий вход 24 и блоки задержки 62, выходы которых являются выходами 63 рецептора на строчные шины 15 (фиг. 1, 2) технического мозга.

На фиг. 6 показан пример выполнения рецептора распределения питания рецепторов, имеющего вход 39, транзисторный элемент 64, блоки задержки 65, выходы которых являются выходами 66 рецептора на строчные шины 15 (фиг. 1, 2) технического мозга. Управляющий вход рецептора распределения питания совпадает с его информационным входом.

На фиг. 7 показан пример выполнения распределителя выходных сигналов технического мозга, содержащий электронно управляемые элементы коммутации 67, имеющие коммутируемые входы 26 и выходы 19 (фиг. 1), и управляющие входы, соединенные с выходами 28 усилителей отдельной группы пар 27 (фиг. 1) столбцовых шин технического мозга и управляющими выходами внешних управляющих систем 37.

На фиг. 8 показан пример выполнения распределителя питания рецепторов. Распределитель имеет вход 68 и содержит электронно-управляемые элементы коммутации 69, управляющие входы которых соединенные с выходами 32 усилителей отдельной группы пар 31 (фиг. 1) столбцовых шин технического мозга и управляющими выходами внешних управляющих систем 37. Выходы элементов коммутации 69 являются выходами распределителя и соединены с питающими шинами 4, 5, 6, 7 (фиг. 1) рецепторов.

На фиг. 9 показан пример выполнения распределителя сигналов обучения 23 активного устройства обучения в соединении с регулятором мощности 22 и генератором сигналов обучения, выполненным в виде двуполярного источника питания постоянного тока 21. Распределитель содержит электронно-управляемые элементы коммутации 40, входы которых соединены с выходами 36 усилителей отдельной группы пар 35 (фиг. 1) столбцовых шин технического мозга и управляющими выходами внешних управляющих систем 37. Выходы 24 элементов коммутации 40 соединены через резисторы 47 с нулевой клеммой двуполярного источника питания постоянного тока 21 и являются выходами распределителя сигналов обучения.

На фиг. 10 показан пример выполнения регулятора мощности питания рецепторов 2, совпадающий с примером выполнения регулятора мощности сигналов обучения. Регулятор содержит сумматор 70 управляющих сигналов выходов 30 усилителей отдельной группы пар 29 (фиг. 1) столбцовых шин матрицы мозга и управляющих сигналов выходов 37 внешних систем, а также регулятор проводимости 71 резистора 72. Один контакт резистора 72 является входом 73 регулятора, соединенным с клеммой источника питания 1, а другой контакт резистора 72 является выходом 74 регулятора мощности.

На схеме указаны обозначения: U_пит - напряжение источника питания рецепторов; U_об - напряжение источника питания активного устройства обучения; b₁, b₂, . .., b_m - выходные сигналы рецепторов; E₁, E₂, ..., E_n - выходные сигналы распределителя выходных сигналов технического мозга.

Одна клемма источника питания 1 постоянного тока соединена со входом 73 регулятора мощности питания 2 рецепторов, выход 74 которого соединен с входом 68 распределителя питания 3 групп рецепторов, представляющего собой набор элементов коммутации 69, соединяющих выход регулятора мощности питания рецепторов с питающими шинами рецепторов выходных сигналов технического мозга 4, питающими шинами рецепторов очувствления 5, питающими шинами рецепторов внешних систем 6, питающими шинами рецепторов обучения 7. Набор рецепторов 8 включает в себя рецепторы выходных сигналов технического мозга 9, рецепторы очувствления 10, которые образуют технические органы чувств, рецепторы управляющих сигналов внешних управляющих систем 11, рецепторы обучения 12 и рецепторы распределения питания 13. Вход 48 каждого рецептора выходных сигналов технического мозга соединен с одной из питающих шин соответствующей группы 4, а каждый из его выходов 52 - с отдельной строчной шиной 15 матрицы технического мозга 14, вход 53 каждого рецептора очувствления соединен с одной из питающих шин соответствующей группы 5, а каждый из его выходов 59 - с отдельной строчной шиной 15 матрицы технического мозга 14, вход 48 каждого рецептора внешних систем соединен с одной из питающих шин соответствующей группы 6, а каждый из его выходов 52 - с отдельной строчной шиной 15 матрицы технического мозга 14, вход 60 каждого рецептора обучения соединен с одной из питающих шин соответствующей группы 7, а каждый из его выходов 63 - с отдельной строчной шиной 15 матрицы технического мозга 14, вход 39 каждого рецептора распределения питания соединен с одной из питающих шин, а каждый из его выходов 66 - с отельной строчной шиной 15 матрицы технического мозга 14. Состояние элементов коммутации 69 распределителя питания 3 рецепторов определяет, какие рецепторы получают более мощное питание, а какие - менее, т.е. определяет концентрацию внимания объекта управления с технической нервной системой на информации, получаемой от рецепторов, имеющих более мощное питание в данный момент.

Управляющий вход 38 каждого из рецепторов выходных сигналов технического мозга соединен с управляющим (открывающим) входом транзисторного элемента 49 и с управляющим (запирающим) входом транзисторного элемента 50, входы которых соединены с одной из питающих шин группы 4, а выход каждого из них разделен на множество выходов с блоками задержки 51, имеющими различные постоянные времени задержки (растягивания) сигнала, и каждый из выходов 52 которых соединен с отдельной строчной шиной 15 матрицы технического мозга.

Аналогичное соединение имеют элементы рецепторов выходных сигналов внешних управляющих систем, вход каждого из которых соединен с одной из питающих шин группы 6, а управляющие входы 39 соединены с выходами внешних управляющих систем.

Рецепторы очувствления образуют технические органы чувств объекта с технической нервной системой. В качестве технических органов чувств могут быть использованы технические глаза, уши, кожа и другие органы в любом соотношении и количестве. Для технического глаза, например, рецептор очувствления содержит чувствительные элементы 55, реагирующие на изменением освещенности изменения электрической проводимости, скажем, фоторезисторы, для технической кожи - переменные резисторы их токопроводящей резины, изменяющие свою проводимость в зависимости от усилия нажатия, для технических ушей - микрофоны с узкой полосой пропускания звуковых частот и т.д. Выход чувствительного элемента соединен с управляющим (открывающим) входом транзисторного элемента 54, вход которого соединен с питающей шиной соответствующей группы 5, а выход разделен на множество выходов с блоками задержки 58, имеющими различные постоянные времени задержки сигнала, и выходы 59 которых соединены со строчными шинами 15 матрицы технического мозга. Резистор 57, соединяющий питающую шину с управляющим входом транзисторного элемента 56, позволяет подавать ток питающей шины на строчные шины мозга при отсутствии внешних воздействий на чувствительный элемент 55. Это означает для фоторезистора, например, отсутствие освещенности. При этом его проводимость стремится к нулю, и ток питающей шины идет через резистор 57.

Управляющий вход 24 каждого из рецепторов обучения соединен с управляющим (открывающим) входом транзисторного элемента 61, вход которого соединен с одной из питающих шин группы 7, а выход которого разделен на множество выходов с блоками задержки 62, имеющими различные постоянные времени задержки сигнала, и каждый из выходов 63 которых соединен с отдельной строчной шиной 15 матрицы технического мозга.

Управляющий вход 39 каждого из рецепторов распределения питания соединен с управляющим (открывающим) входом транзисторного элемента 64, вход которого соединен с одной из питающих шин групп 4, 5, 6, 7, а выход которого разделен на множество выходов с блоками задержки 65, имеющими различные постоянные времени задержки сигнала, и каждый из выходов 66 которых соединен с отдельной строчной шиной 15 матрицы технического мозга.

Технический мозг 14 имеет вид матрицы и является активным преобразователем информации рецепторов, поступающей в виде электрических сигналов с выходов рецепторов через блоки задержки на строчные шины 15 матрицы, в выходные сигналы технического мозга, снимаемые со столбцовых шин 16 матрицы. Каждая строчная шина 15 соединена со всеми столбцовыми шинами 16 матрицы. Каждое соединение с отдельной столбцовой шиной представляет собой последовательно соединенные регулируемый резисторный элемент 42 и диодный элемент 43. Столбцовые шины матрицы технического мозга объединены попарно и соединены со входами двуполярных усилителей 17 выходных сигналов технического мозга, а через нагрузочные резисторы 46 с другой клеммой источника питания рецепторов 1. Одну из пары столбцовых шин можно условно назвать плюс-столбцом, а другую - минус-столбцом. Число пар столбцовых шин технического мозга может быть намного больше числа исполнительных двигателей объекта управления и определяется количеством и сложностью решаемых им задач и требуемой надежностью технической нервной системы, т.е. для параллельного и (или) поочередного управления одним исполнительным двигателем может быть выделено несколько пар столбцовых шин матрицы мозга.

Выходы 28 двуполярных усилителей 17 выходных сигналов технического мозга соединены с управляющими входами элементов коммутации 67 распределителя выходных сигналов усилителей технического мозга 18, а выходы элементов коммутации 67 соединены с выходами распределителя 19. Выходы 19 распределителя выходных сигналов усилителей технического мозга являются выходами технической нервной системы на исполнительные органы объекта управления. Состояние элементов коммутации 67 распределителя выходных сигналов 18 определяет какие пары столбцовых шин матрицы технического мозга участвуют в управлении объектом с технической нервной системой при решении текущей задачи. При переходе к решению других задачи соответствующим образом изменяется состояние элементов коммутации 67 (включен-выключен), соединяя при этом с выходами распределителя 18 другие пары столбцовых шин, элементы матрицы которых участвовали в обучении решению этой задачи.

Техническая нервная система содержит активное устройство обучения 20. Оно включает генератор сигналов обучения 21, представляющий собой источник питания устройства обучения постоянного тока, одна клемма которого соединена со входом регулятора мощности сигналов обучения 22. Выход регулятора 22 соединен со входами элементов коммутации 40 распределителя сигналов обучения 23. Выходы 24 элементов коммутации являются выходами распределителя сигналов обучения 23, которые соответствуют столбцовым шинам матрицы технического мозга и соединены с преобразователями 41 сигналов обучения в изменение проводимости регулируемых резисторных элементов 42 матрицы мозга. Каждый преобразователь 41 соответствует отдельному резисторному элементу 42 матрицы и содержит перемножитель сигналов 44; сигнала от строчной шины, соединенной с данным резисторным элементом и сигнала обучения от выхода распределителя сигналов обучения 23, соответствующего той столбцовой шине матрицы, с которой соединен данный регулируемый элемент 42. Выход перемножителя 44 соединен с управляющим входом регулятора проводимости 45 резисторного элемента 42 матрицы мозга, изменяющего его проводимость пропорционально управляющему сигналу. В качестве таких регуляторов проводимости могут быт использованы электромеханические, электрохимические, электронные и другие преобразователи. Выходы 24 распределителя сигналов обучения 23 соединены также через нагрузочные резисторы 47 с другой клеммой источника питания 21 устройства обучения 20. Состояние элементов коммутации 40 распределителя сигналов обучения 23 (включен-выключен) определяет какие столбцовые шины и соответствующие им регулируемые резисторные элементы 42 матрицы технического мозга участвуют в обучении объекта с технической нервной системой решению текущей задачи. При переходе к обучению решению другой задачи соответствующим образом изменяется состояние элементов коммутации 40, включая в обучение другие пары столбцовых шин и соответствующие им резисторные элементы 42 матрицы мозга.

Выходы всех усилителей 17 выходных сигналов технического мозга и выходы распределителя выходных сигналов 18 технического мозга соединены с управляющими входами рецепторов 9 выходных сигналов технического мозга, одновременно выходы усилителей группы пар столбцовых шин 29 соединены с управляющими входами 30 регулятора мощности 2 питания рецепторов, выходы усилителей группы пар столбцовых шин 31 соединены с управляющими входами 32 распределителя питания 3 рецепторов, выходы усилителей группы пар столбцовых шин 33 соединены с управляющими входами 34 регулятора мощности 22 сигналов обучения, выходы усилителей группы пар столбцовых шин 35 соединены с управляющими входами 36 распределителя сигналов обучения, выходы усилителей группы пар столбцовых шин 27 соединены с управляющими входами распределителя выходных сигналов усилителей технического мозга. Кроме этого, управляющие входы регулятора мощности питания рецепторов, распределителя питания рецепторов, регулятора мощности сигналов обучения, распределителя сигналов обучения, распределителя выходных сигналов усилителей технического мозга подключены к выходам 37 внешних управляющих систем, и которые в свою очередь соединены с управляющими входами рецепторов внешних систем. Распределитель выходных сигналов технического мозга, распределитель питания рецепторов и распределитель сигналов обучения могут включать в себя как электронно-управляемые элементы коммутации, так и элементы коммутации, переключаемые механически, например вручную, человеком, которого в этом случае можно рассматривать как внешнюю управляющую систему. Элементы коммутации распределителя выходных сигналов технического мозга, распределителя питания рецепторов и распределителя сигналов обучения могут быть выполнены в виде регуляторов, плавно изменяющих проводимость резисторного элемента, соединяющего вход и выход элемента коммутации, от нуля до бесконечности в зависимости от величины сигнала управления, полученного с выхода усилителя технического мозга или от внешней управляющей системы.

Генератор сигналов обучения может быть выполнен в виде двуполярного источника питания постоянного тока 21 (фиг. 9), что позволит изменять проводимость резисторных элементов мозга 42 как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. Это расширяет диапазон изменения проводимостей резисторных элементов мозга при обучении и позволяет избежать возможности выхода проводимостей всех резисторных элементов на максимальный уровень, что делает невозможным дальнейшее обучение. Пример выполнения рецепторов обучения в этом случае совпадает с примером выполнения рецепторов выходных сигналов мозга и рецепторов внешних систем.

Значения выходных сигналов рецепторов можно назвать ощущениями. Если они вызваны внешними факторами - это внешние ощущения. К ним можно отнести ощущения холода, тепла, света, управляющие сигналы внешних систем и т.д., т.е. значения выходных сигналов рецепторов очувствления, а также рецепторов внешних управляющих систем. Ощущения системой самой себя, внутренние ощущения - это значения выходных сигналов технического мозга и распределителя выходных сигналов технического мозга, выведенные через рецепторы выходных сигналов технического мозга на строчные шины матрицы мозга, а также значения выходных сигналов рецепторов распределения питания и рецепторов обучения.

Технические нервные системы оперируют не параметрической информацией, определяющей воспринимаемое системой очувствления внешнее воздействие (образ), а с признаковой: для них не имеет значения какой параметр и в каком диапазоне отражает отдельный рецептор: температуру, освещенность или давление, не имеет значения и нелинейность отражения параметра сигналом на выходе рецептора, важно только значение этого сигнала в каждой ситуации. Для технической нервной системы желательна избыточность информации, т.е. рецепторы могут многократно дублировать и перекрывать отражаемые ими диапазоны параметров. Предлагаемое устройство обладает свойствами обратимости - характеристики рецепторов могут быть неодинаковыми, например рецепторы сетчатки технического глаза могут по-разному реагировать на одинаковую освещенность, их расположение в сетчатке и соединение их выходов со строчными шинами технического мозга может быть хаотичным, поскольку они участвуют как в обучении, так и в работе системы. Далее, управление объектом с технической нервной системой происходит в моторном пространстве, которое в отличие от геометрического трехмерного пространства имеет столько же координат, сколько исполнительных двигателей у объекта управления, и координатами являются сигналы управления этими двигателями. Управление объектом осуществляется в зависимости от текущей ситуации и не зависит от времени, хотя датчики времени могут быть включены в систему очувствления, как один из рецепторов очувствления, и их показания будут учитываться при обучении и работе объекта управления.

Предлагаемое устройство подсоединяется к объекту управления, например роботу, т.е. выходы распределителя выходных сигналов усилителей технического мозга соединяются с управляющими входами исполнительных двигателей объекта управления, и включается напряжение U_пит источника питания 1. Электрический ток идет от одной клеммы источника питания 1 на вход 73 регулятора мощности 2, идет через регулируемый резистор 72 и через выход 74 подается на вход 68 распределителя 3 питания рецепторов. Сопротивление резистора 72 устанавливается регулятором 71. В качестве регулятора может использоваться электродвигатель, регулируемый по скорости и перемещающий подвижный контакт резистора в зависимости от выходного сигнала сумматора 70, суммирующего сигналы 30 усилителей отдельной группы 29 пар столбцовых шин матрицы мозга и сигналы 37 внешних управляющих систем. Далее, ток идет через элементы коммута