Устройство для моделирования нейрона

Устройство для моделирования нейрона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАЙКЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

J (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 09.1 1,77 (2) ) 2543365/18-24 с присоединением заявки,%— (23) П риоритет—

Опубликовано 07,07.80. Бюллетень М 25 (5I )M. Кл.

G 06 G 7/60

Гесударстеенлый комитет

СССР ию делам кзебретекнй и еткрыткй (53) УДY 681. .333(OHH.Ы ) Дата опубликования описания 10.07.80

В, Л. Кузнецова, И. М. Цыгельный и В. Л. Кузьменко

I (72) Авторы, изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт радиоэлектронной медицинской аппаратуры

1 (7I ) Заявитель (Р4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

HE ЙРОНА

Изобретение предназначено для использования в биофиэических и биокибернетических исследованиях, в частности для построения нейронных сетей, а также в вычислительной технике, в системах распознавания образов и в системах управления, в частности, в системах сжатия данных.

Известно устройство для моделирования нейрона 313, содержащее источники входных импульсов, сумматор, выход ко« .торого через последовательно соединенные схему сравнения и преобразователь напряжения в частоту подключен к формирователю выходных импульсов, Недостатком этого устройства является его сравнительно. низкая точность.

Наиболее близким к изобретению тех» ническим решением является устройство дла моделирования нейрона (21, содержащее сумматор, выход которого через последовательно соединенные первую схему сравнения и преобразователь напряжения в частоту подключен к формирова2 телю выходных импульсов, тт. возбуждающих и тт тормозных каналов, каждый иэ которых содержит источник входных импульсов, выход которого подключен ко входу первого преобразователя частоты в напряжение данного канала.

У этого устройства недостаточная точность моделирования.

Бель изобретения - повышение точности моделирования.

1О

Укаэанная цель достигается тем, что в известное устройство для моделирования нейрона в каждый канал введены элемент задержки, второй преобразователь !

5 частоты в напряжение, вторые схемы сравнения и ключ, выходы ключей тт, возбуждающих каналов подключены к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходами ключей -ттт тормозных каналов, выход источника входных импульсов каждого канала через последовательно соединенные элемент задержки и второй преобразователь частоты в напряжение подключен к первому входу

7468

15 з второй схемы сравнения этого канала, выход которой соединен с первым входом ключа, второй вход которого подключен к выходу первого преобразователя частоты в напряжение, выход которого срединен

5 со вторым входом второй схемы сравнения.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для моделирования нейрона, на фиг. 2 — графики, поясняющие работу ус гройства.

Устройство содержит первые преобразователи частоты в напряжение 1, элементы задержки 2, вторые преобразователи частоты в напряжение 3, вторые схемы сравнения 4, ключи 5, сумматор

6, первую схему сравнения 7, преобразователь напряжения в частоту 8, формирователь выходных импульсов 9.

Устройство работает следуюшим обра- 20 зом.

На один из входов канала возбуждения поступает последовательность импульсов с частотой следования f . Преобразователь 1 преобразует последователь- 25 ность импульсов в напряжение, значение которого меняется пропорционально частоте 1 входных импульсов. Одновременно входная последовательность импульсов цоступает в элемент задержки 2 и с эа- 30 держкой иа время W - на преобразователь 3. После этого выходные напряжения преобразователей 1 и 5 сравниваются схемой сравнения 4. При равенстве этих напряжений схема сравнения 4 выра- 35 батывает импульс, закрывающий ключ 5, и напряжение с преобразователя 1 не поступает на сумматор g. В случае отличия напряжений на входах схемы сравнения 4 ключ 5 остается в открытом 4о состоянии, и сигнал поступает на неинвертирующий вход сумматора 6.

Аналогично происходит переработка импульсной последовательности, поступающей на входы канала торможения, но сиг- 45 нал с ключей 5 поступает на ийвефтщ ую. щий вход сумматора 6.

Выходное напряжение сумматора 6 через схему сравнения 7 управляет частотой преобразователя 8. Затем импульсы 50 с частотой Р пропорциональной напряже7 нию управления преобразователем 8, поступают на формирователь 9 выходных импульсов.

Таким образом, при отсутствии на 55 входах устройства последовательности импульсов на выходе оказывается после-, довательность с частотой фоновой актив94 4 ности F (фиг. 2a), Нмпульсы фоновой активности на фиг. 2 обозначены штриховыми линиями. При наличии на любом из входов последовательности импульсов, показанной на фиг, 2 б, с изменяющейся частотой, на выходе устройства последовательность импульсов, отличная от фоновой активности, оказывается только в промежутки времени С от начала изменения частоты (фиг. 2 в). На фиг. 2 г показана та же последовательность при отсутствии фоновой активности.

Введение схем сравнения 4 и элементов задержки 2 обусловливает,тот факт, что устройство реагирует изменением частоты фоновой активности Р на выхо1 де только на новые входные импульсные последовательности.

Применение подобных устройств позволяет расширить ассортимент моделей нервных клеток, используемых при составлении нейронных сетей. Это существенно повысит точность моделирования функций организма, например, зрения, обоняния и т. и.

Формула изобретения

Устройство для моделирования нейрона, содержашее сумматор, выход которого через последовательно соединенные первую схему . сравнения и, преобразователь напряжения в частоту подключен к формирователю выходных импульсов, и. возбуждаюших и .М. тормозных каналов, каждый из которых содержит источник входных импульсов, выход которого подключен ко входу первого преобразователя частоты в напряжение данного канала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования, в каждый канал введены элементы задержки, второй преобразователь частоты в напряжение, вторая схема сравнения и ключ, выходы ключей и- возбуждающих каналов подключены к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходами ключей М тормозных каналсв, выход источника входных

1 импульсов каждого канала через последовательно соединенные элемент задержки и второй преобразователь частоты в напряжение подключен к первому входу второй схемы сравнения этого канала, выход которой соединен с первым входом ключа, второй вход которого подключен к выходу первого преобразователя час746594 а б

К иб„„

Составитель И. Дубинина

Редактор Б. Федотов Техред Э. Фечо Корректор Н. Стец

Заказ 3952/41 Тираж 751 Подписное

UHHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектйая, 4

5 тоты напряжения, выход которого соединен со вторым входом второй скемы сравнения.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

J4 452016, G 06 G 7/60, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2346690/18-24, кл. 6 06 G-7/60, 1976 (прототип).