Устройство для моделирования нервной системы

Устройство для моделирования нервной системы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

г

) (») 532I IO

СПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-B) (22) Заявлено 30.04.75 (21) 2129876/24 с присоединением заявки Ме (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.76. Бюллетень Хе 38

Дата опубликования описания 06.10.76 (51) М Кл 2 G 06G 7/60

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 681.333(088,8) (72) Автор изобретения

Ю. В. Савин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОД ЕЛ И РОВА Н ИЯ

НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Изобретение относится к области моделирования деятельности нервной системы и может быть использовано в схемах обучающихся и адаптивных машин.

Известны устройства для моделирования нервной системы, содержащие матрицы из моделей нейронов (1).

Однако матрицы в этих устройствах состоят из элементов. которые при обучении образуют только положительный условный рефлекс, то есть элементы матрицы имеют только возбуждающие выходы.

Также известны устройства для моделирования нервной системы, содержащие программную матрицу с вертикальными шинами входных воздействий, горизонтальными шинами входного положительного подкрепления и горизонтальными шинами входного отрицательного подкрепления, сумматоры возбуждающих и тормозящих сигналов, причем выходы строк матрицы подключены к входам максимального детектора, выделяющего выход только той строки, сигнал которой является максимальным, приэтомодновременное появление сигналов на .выходах нескольких строк исключается, что влечет за собой малую точность моделирования (2).

С целью увеличения точности моделирования предлагаемое устройство для моделирования нервной системы содержит схемы сравнения по числу горизонтальных шин программной матрицы, выходы которых соединены с выходами устройства, причем входы каждой схемы сравнения подключены к вы5 ходам соответствующих сумматоров, а программная матрица содержит модели обучаемого нейрона, первые входы которых соединены с соответствующими вертикальными шинами входных воздействий, вторые и третьи

10 входы моделей обучаемого нейрона подключены к соответствующим горизонтальным шинам, а возбуждающие и тормозящие выходы моделей обучаемого нейрона программной матрицы подключены к входам соответству15 ющих сумматоров возбуждающих и тормозящих сигналов.

На чертеже представлена блок-схема устройства для моделирования нервной системы.

Устройство содержит программную матрп20 цу, которая имеет вертикальчые шины 1 входных воздействий, горизонтальные шины

2 входного положительного подкрепления и горизонтальные шины 3 входного отрицательного подкрепления. Ответные реакции на входные воздействия выдаются на выходы 4 устройства. Матрица состоит из моделей 5 обучаемого нейрона, имеющих возбуждающие выходы 6 и тормозящие выходы 7. В конце каждой строки находится сумматор 8 воз30 буждающих сигналов и сумматор 9 тормозя532110 щих сигналов, выходы которых связаны с входами схемы 10 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

На вертикальные шины 1 от формирователя поступают сигп алы входных воздействий.

Путем выбора соответствующей строки и подачи полож11телl,ного подкрепляющего сигнала на одну из шин 2 или отрицгтельного подкрепляющего сигнала на одну из шин 3 вырабатывают необходимые ответные реакции моделей о li; входные воздействия. Б модсли 5, на которой одновременно появляются входное воздействие и положительное подкрепление, образуется положительный условный рефлекс, то есть при поступлении входного воздействия на вертикальную шину 1 ответная реакция этого элемента появляется на возбуждающем выходе 6. Многократное совпадение входного воздействия с положительным подкреплением приводит к угасани1о отрицательного условного рефлекса, если оп был до этого образован, и закреплению положительного условного рефлекса. Если же IIB какую-либо модель 5 матрицы воздсйствовать одновременно входным сигналом и отр Iilàтсльным подкрепляющим сигналом, то вырабатывается орицательный условный рефлекс, при которо vi входное воздействие вызывает появление cHI.IIB;12 па тормозящем выходе 7 этой модели. Многократное совпадение входного воздействия с отрицательным подкрепЛЯIОЩИМ CI»-11 ЯЛОМ ПРИВОДИТ К УГЯСЯНИIО ПОложительного условного рефлекса, если он был до этого образован, и закреплению отрицательного условного рефлекса.

Все возбуждающие выходы 6 моделей 5, находящихся в одной и той же строке, подключены параллельно к входам сумматора 8 возбуждающих сигналов. Все тормозящие выходы 7 моделей 5, находящихся в одной и той же строке, подключены параллельно к входам сумматоров 9 тормозящих сигналов.

Полученные суммы возбуждающих и тормозящих сигналов поступают на схему сравнения.

Если сумма возбуждающих сигналов больше суммы тормозящих сигналов, то на выходе 4 устройства, к которому подключены выходы схемы сравнения, появляется сигнал определенной полярности, величина которого пропорциональна абсолютному значению алгебраической суммы возбуждающих и тормозящих сигналов элементов строки.

Если сумма тормозящих сигналов прсвы5 шает сумму возбуждающих сигналов, то па выходе 4 возникает сигнал противоположной полярности, величина которого также пропорциональна величине абсолютного значения алгебраической суммы возбуждающих и

10 тормозящих сигналов элементов строки.

Путем обучения моделей матрицы 5 на выходах 4 устройства можно получать различные программы ответных реакций на входные воздействия.

Формула изобретения

Устройство для моделирования нервной си20 стемы, содержащее программную матрицу с вертикальными шинами входных воздействий, горизонтальными шинами входного положительного подкрепления и горизонтальными шинами входного отрицательного подкрепления, и сумматоры возбуждающих и тормозящих сигналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности моделирования, Оно содержит схемы сравнения по числу горизонтальных шин программной матрицы, выходы которых соединены с выходами устройства, причем входы каждой схемы сравнения подключены к выходам соответствующих сумматоров, а программная матрица содержит модели обучаемого нейрона, первые

35 входы которых соединены с соответствующими вертикальными шинами входных воздействий, вторые и третьи входы моделей обучаемого нейрона подключены к соответствующим горизонтальным шинам, а возбуждаю40 щие и тормозящие выходы моделей обучаемого нейрона программной матрицы подключены к входам соответствующих сумматоров возбуждающих и тормозящих сигналов.

45 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Л. П. Крайзмер, В. П. Сочивко. Бионика., М. 1968 r.

2. П. К. Штейнбух. Автомат и человек, М., 50 1967 г., стр. 247 — 270 (прототип).

Редактор T. Янова

Составитель С. В. Громова

Техред 3. Тараненко

Корректоры: В. Яковлева и А Николаева

Заказ 2133/17 Изд. № 1663 Тираж 864 П тдппснос

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2