Обучающийся искусственный нейрон

222028 ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕ Н Ия К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соех Сооотсиих Социалистических Рвсоублиириорите Комитет оо деламчзооретений и открытиори Совете МинистровСССР Опубликовано 17.И 1.1968, Бюллетень2Дата опубликования описания 24.1 Х.1968 71,6 Авторизобретения Гладкий Заявитель ганрогский радиотехнический инс СТВЕННЫЙ НЕЙР УЧАЮЩИЙСЯ И 2 сов с присоединением заявкиИзвестны обучающиеся искусственные нейроны, выполненные на базе управляющих триггеров и схем совпадения и имеющие сцнаптические входы, шины стимулирования, основной и промежуточный выходы. 5Предлагаемый искусственный нейрон отличается тем, что его синаптические входы соединены с первыми вхолами схем совпадения, второй вход каждой входной схемы совпадения подсоединен к одной из трех шин стиму лирования, а третий - к промежуточному выходу нейрона. Причем выходы каждой из трех входных схем совпадения соединены с еди. ничцым, нулевым и счетным вхоламц триггера, а входы кажлого триггера - со вто рыми входами,вух выходных схем совпаления, третьи входы которых подсоединены и источникам питания, имеющим протиьополож. ную полярность. При этом выходы всех выход ных схем совпадения через аддитивно-накопц тельный узел подключены к пороговому устройству и через него - к входу элемента задержки, выход которого соединен с одним или несколькими синаптическими входами ней. рона. Это позволяет расширить логические 25 возможности и улучшить свойства адаптации нейрона.На чертеже дана функциональная схема предлагаемого нейрона.Нейрон состоит из входных схем 1 в , 0 падения, число групп которых равно числу его сцнаптическцх входов а, - а, соответствующего числа управляющих триггеров 4 с единичным (1), нулевым (О) и счетным (1,0) вхоламц ц выхолцых схем 5, 6 совпадения, аллцтцвцо-накопительного узла 7, выполненного на резисторах Р, - Йв и коцлецсаторе С, порогового устройства 8 ц элемента задержки 9. Вхолы ба. и 6, нейрона являются стимулирующими. Онц соответствуют центростремительным нервным волокнам бцолсгцческцх систем, По ццм через схемы совпадения 1 -полаются импульсы, возлействующие соответственно на елцццчцый, счетный ц нулевой вхолы триггеров 4, что соответствует сигналам поогрецце, переобучение и наказание.арактер стимлцрованця определяется в процессе обучения. Стцмулируощце сигналы могут воздействовать ца триггеры 4 лишь в том случае, если дацньш цейроц возбужден, ц лишь ца те триггеры, сцнаптическце входы которых были возоужлены в момент, непосредственно предшесгвующчй возбуждению нейрона.Выхолы кажлого триггера 4 (1 и О) управляют двумя выхолнымц схемамц 5, 6 совпадения, подключающими на время возбуждения данного сцнаптцческого вхола к аллцтцвцо-накопцтельному узлу 7 положительное +1: (прц елццичном состоянии триггера) цлц отрицательное - Е (при нулевом состоянии триггера) напряи(ение. Пространственная селекция аддитианоео типа осуществляется на резисторах Яг,.:Й, а временная (кратковременная) - на интегрирующей цепочке г(.,С Долговременная селекция при наличии связи выхода нейрона с его же входом (на чертеже линия, соедингпощая выход И с синаптическим Входом а, обусловливается временной задержкой передачи возбуждения в нейроне, определяемой элементом задержки 9.Свойство рефракторной невозбудимости биологических нейронов в предлагаемом искусственном нейроне имитируется пороговым устройством 8. Промежуточный (эффекторпый) Выход с соответствует центробежным нервным волокнам биологических систем. ВыХОД Сг НЕйРОНа ЯВЛЯЕТСЯ ЕГО ОСНОВНЫМ ВЫХО- дом, предназначенным для межнейронных связей, Он аналогичен выходам биологических нейронов,Адаптация нейрона осуществляется следующим образом,На синаптпческпе входы а, - аподаются импульсы отрицательной полярности, )ти импульсы, проходя через Выходные схе.лы э и 6 совпадения, либо инвертируются, либо ос- Та 10 ТСЯ ТОЙ жс ПОЛЯГгНОСТП В ЗВВИСИМОСТИ ОГ состояния соответству 1 о 1 цих триггеров 4.На аддитиьч 1 о-накопительном узле 7 осуществляется пространственная и временная селекция сигналов. Суммарный сигнал в виде напряжепи 11 пос 10 яннзго тока Выделяется ПЗ интегрирующей цепочке ЛС. Если этот сиг. нал в данный момент времени оказывается Вышс установленного порог 1 Возбуждения, пороговое устройство 8 возбуждается и вь 1 дает серию импульсов с частотой, определяемой суммарным напря 1 кением на цепочке ЛС.Импульсы, появляющиеся на Выходе порогового устройства, являются эффек 1 орпыми сигналами нейрона и одновременно сигналами, возбужда 1 ощими через отрезок времени, определяемый элементом задержки 9, выход д нейрона. Если при подаче комбинации сигналсв на входы а, - а нейрона появляется сигнал и на выходе с, то на вход стимулирования Ь, подается сигнал поощрение. Вследствие этого же триггеры, которые в момент возбуждения нейрона были тормозящими, меняют свое состояние на обратное. Если же при подаче других комбинаций сигналов на выходе с появляются импульсы возбуждения, то на гход Ьг подается сигнал наказание, 10 Последовательное чередование желательныхи нежелательных комбинаций сигналов на Входах а, - а, и соответствующее стимулиро.ванне нейрона приводят к тому, что последний адаптируется и реагирует лишь на вход ные сигналы с требуемыми статистическимихарактеристиками,Предмет изобретения20 Обуча.ощийся искусственный нейрон, содер.жащий управляющие триггеры, по три входных и две ьыходных па каждый триггер схемы совпад Н 11 я, аддитивно-накопительный узел, пороговое устройство и элемент задерж ки, ог,гичагэцийся тем, что, с целью расширения логических Возможностей и улучшения сьойств адаг 1 тации нейрона, его синаптические Входы соединены с первыми входами схем совпадения, Второй вход каждой входной схе мы совпад ния подсоединен к одной из трехшин стимулирования, а третий - к промежу 1 очному выходу нейрона, причем выходы каждой из трех входных схем совпадения соединены с единичным, нулевым и счет ным входами триггера, а выходы каждого1 риггера - со вторыми входами двух выходных схем совпадения, третьи входы которых подсоединены к источникам питания, имеющим противоположную полярность, при этом 40 Выходы Вссг выходных схем совпадения черсз аддитивно-накопительный узел подключены к пороговому устройству и через него - ко Входу элемента задержки, выход которого соединен с одним или несколькими синаптически ми входами нейрспа.222028 Составитель Г. П. Шибановктор Л, А. Утекина Техред Р, М. Новикова Корректор Н, Босняцкая Типографи пуиова, 2 Заказ 271278 Тираж 530 ПодписноЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Центр, пр. Серова, д, 4