Устройство для моделирования нервной системы

ггюп 11532 ИО СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Реслублик(51) М. Кл 2 6 066 7/60 присоединением заявки М Государственный коми 23) ПриоритетОпубликовано 15.10.76. Бюлл та Мнннс ь Хе 3 53) УДК 681,333(088,8 изобретений ло дел ткрытнй а опубликования описания 06.10,6 2) Автор изобретен и В, Сави 1) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВА НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ ра- ефИзобретение относится к области моделирования деятельности нервной системы и мо. жет 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 об зуют только положительный условный р лекс, 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 точпость 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 вы 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 соответству ющих сумматоров возбуждающих и тормозящих сигналов.На чертеже представлена блок-схема устройства для моделирования нервной системы.Устройство содержит программную матрп цу, которая имеет вертикальчые шины 1входных воздействий, горизонтальные шины 2 входного положительного подкрепления и горизонтальные шины 3 входного отрицательного подкрепления. Ответные реакции на 25 входные воздействия выдаются на выходы 4устройства, Матрица состоит из моделей 5 обучаемого нейрона, имеющих возбуждающие выходы 6 и тормозящие выходы . В конце каждой строки находится сумматор 8 воз буждающих сигналов и сумматор 9 тормозя 532110щих сигналов, выходы которых связаны с входами схемы 10 сравнения.Устройство работает следующим образом.На вертикальные шины 1 от формирователя поступают сигналы входных воздействий. Путем выбора соответствующей строки и подачи положительного подкрепляющего сигнала на одну из шин 2 или отрицательного подкрепляющего сигнала на одну из шин 3 вырабатывают необходимые ответные рсакции моделей 6 па входные воздействия. Б модели 5, а 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 угасаншо отрицательного условного рефлекса, если оп был до этого образован, и закреплению положительного условного рефлекса. Если же па какую-либо модель 5 матрицы воздсйствовать одновременно входным сигналом и отрицатсльным подкрепляющим сигналом, то вырабатывается орицательный условный рефлекс, при котором входное воздействие вызывает появление сигнала па тормозящем выходе 7 этой модели. Многократное совпадение входного воздействия с отрицательным подкрепляющим сигналом приводит к угасанию положительного условного рефлекса, если он был до этого образован, и закреплению отрицательного условного рефлекса.Все возбуждающие выходы 6 моделей 5, находящихся в однои 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 прсвы шает сумму возбуждающих сигналов, то павыходе 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.15Формула изобретенияУстройство для моделирования нервной си стемы, содержащее программную матрицу свертикальными шинами входных воздействий, горизонтальными шинами входного положительного подкрепления и горизонтальными шинами входного отрицательного подкреплс ния, и сумматоры возбуждающих итормозящих 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 матЗ 0 рицы, выходы которых соединены с выходамиустройства, 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 горизоптальпым шинам, а возбуждаю 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 г.2. П. К. Штейнбух. Автомат и человек, М., 50 1967 г., стр. 247 в 2 (прототип).едактор Т. Янова Т Корректоры: В. Яковлеи А. И иколае графия, пр. Сапунова, 2 Составитель С. В. Громовехред 3. Тараненко каз 2133/17 Изд.1663 ЦНИИПИ Государственного комитет по делам изобретениц 113035, Москва, Ж, Рауш