Адаптивный нейроподобный элемент

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 993292 Сфюэ СеватсиыкСфцыалыстычесыыаРаса убев(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 11.03.81 (2) 3259008/18-24с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -Опубликовано 300183, Бюллетень Мо 4 Р 1 М Кп з 6 06 (3 7/60 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликования описания 30,01. 83.В.Павлов 72) Авторыизобретения 1) Заявител ибернетик Ленина инсти) АДАПс 1 сИВНЫЙНЕЙРОПОДОБНЫЙ ЭЛЕМЕН я к бионике быть испольамообучаю- . авляющих си суммируювычитающитормозящэлементаподключеноженияровательнейроподсодержигии,доплространия и б Известно устройство для моделирования нейрона, содержащее три канала, каждый иэ которых содержит интегратор, выход которого подключен к первому входу блока управляемой проводимости, выход блока управляемой проводимости третьего канала соединен с вторым входом блока управляемой проводимости второго какала, выход которого подключен к второму входу блока управляемой проводимости первого канала, выход которого соединен с вторым входом генератора потенциалов действия, выход которого является выходом устройства 1).Укаэанное устройство не обеспечивает моделирования функционально важных свойств самообучения и изменения проводимости оигналов в течение времени после обучения.Наиболее близким к предлагаемомуяв)ается элемент для моделированияа нейрона , содержащий блоки умножения, выходы которых соединены с группой . Изобретение Относит и кибернетике и может зовано в адаптивных и щихся информационно-упр темах. щих входов сумматоров, группы х входов которого являются ими входами нейроподобноговозбуждающие входы которого ны к первым входам блоков умвыход сумматора через формиимпульсов соединен с выходом сбного элемента. Кроме того,он т регулируемый имсточник энеролнительный регулируемый блок нственно-временного суммировалок адаптации порога Г 2 1 Недостатком данного элемента является невозможность реализации процесса самообучения и изменения проводимости синапсов с течением временипосле обучения, а также его сложностьЦель изобретения - расширениефункциональных воэможностей путемреализации процесса самообучения идинамического изменения проводимостисинапсов и упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем,что в адаптивный нейроподобный элемент, содержащий блоки умножения, выходы которых соединены с группой суммирующих входов сумматора, группа ЗО вычитающих входов которого являются993292 формула изобретения тормозящими входами нейроподобь-лоэлемента, возбуждающие входы которого подключены к первым входам блоковумножения, выход сумматора черезФормирователь импульсон соединен свыходом нейроподобного элемента, введены элементы И, ренврсивныв счетчики и генератор импульсон, управляющий вход сумматора является дополнительным возбуждающим входом нейропо-добного элемента, выход генератора 10импульсов соединен с вычитающими входами ренерсивных счетчиков, выход:каждого реверсивного счетчика подключен к второму выходу соответствующегоблока умножения, первый вход каждогоиэ которых соединен с первым входом соответствующего элемента И,выход которого подключен к суммирующему входу соответствующего реверсивного счетчика, установочные входы реверсинных счетчиков соединеныс установочным входом. нвйроподобно-го элемента, выход которого подключенк вторым входам элемента И.На чертеже представлена стРуктур- .ная схема адаптивного нвйроподобногоэлемента.Элемвнт содержит блоки 1 Умножения, н которых устанавливаются синаптическив весы, хранящиеся н реверсинных счетчиках 2, элементы И 3, кото"рые управляют суммирующими входамисчетчиков 2, генератор 4 импульсон,который управляет нычитающими входамисчетчиков 2, сумматор 5, Формирова"тель б выходного канала, установочный вход 1, устанавливающий начальные веса н счетчиках 2, дополнительный возбуждающий вход 8 и уй тормозящих входов,Адаптивный нейроподобный элемент 40работает следующим образом. На входы элемента подаются возбуждающие и тормозящие импульсные сигналы от специальных устройств или 45 от других подобных моделей. С И возбуждающих входов сигналы поступают на элементы И 3 и блоки 1, в которых происходит умножение сигналов на определенный передаточный коэффициент. С выходов блоков 1 сигналы поступают на сумматор 5, куда также приходят и сигналы с ум тормозящих входов и дополнительного возбуждающего входа 8. Результирующий сигнал с сумматора 5 поступает.на Формирователь б импульсов. Бели выходной сигнал сумматора 5 превосходит уровень срабатывания Формирователя б, то последний формирует выходные импульсы, которые поступают на выход элемента и на эле" 60 менты И Э. При наличии сигналон на обоих входах элемента И 3 последний подает счетныв импульсы на суммирующий вход реверсивного счетчика 2, на вычитающий вход которого иодаются 65 сигналы от генератора 4, который служит для генерирования стирающих имПульсов в течение времени работы элемента. Реверсивный счетчик 2 имеет два предельных состояния. начальное состояние и состояние насыщения, при достижении которых счет н одном направлении нв производится. Кроме того, импульсы от элементов И 3 изменяют значение счетчика 2 в несколько раэ больше, чвм импульсы от генератора 4, т.е. стирание идет более плавно, чем запись. Третий вход рвнврсивных счетчиков,2 служит для установки в начальное (необученное 1 положение (вход 7). Свыходов ренерсивных счетчиков 2 сигналы поступают на блоки 1 и служат для определения величины переходных коэффициентов в каждый момент времени. Вход 8 служит для осуществления вынужденного обучения элемента, когда входных возбуждающих импульсов недостаточно для срабатывания Формирователя импульсов.Таким образом, предлагаемый элемент позволяет реализовать Функции самообучения, вынужденного обучения и изменения проводимости синапсов с течением времени после обучения, что дает воэможность эффективно .его использовать вго для работы в сложных вероятностных средах, Использование новых блоков и связей, а также исключение функционально малозначимых блоков в элементе приводит к существенному уменьшению его габаритных характеристик, введение реверсивных счетчиков повышает надежность работы и увеличивает диапазон обучения нейрона. Адаптивный нейроподобный элемент, содеражщий блоки умножения, выходы которых соединены с группой суммирующих входов сумматора, группа вычитающих входов которого является тормозящими входами нейроподобного элемента, возбуждающие входы которого подключены к первым входам блоков умножения, выход сумматора через формирователь импульсов соединен с выходом нейроподобного элемента, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью Расширения функциональных возможностей путем реализации процесса самообучения и динамического изменения проводимости сигналон, в него введены элементы И, рвверсивныв счетчики и генератор импульсов, управляющий вход сумматора является дополнительным возбуждающим входом нейроподобного элемента, выход генератора импульсов соединен с вычитающими входами рвверсивных счетчиков, выход каждого реверсивного счетчика под1/67 Тираж 704ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и отк3035, Москва, Ж, Раушска Эак одписноета СССРийаб., д.4/5 илиал ППП Патент фф, г.ужгород, ул,Проект 5ключен к второму входу соответствующего блока умножения, первый вход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу соответствующего ревер сивного счетчика, установочные входы реверсивных счетчиков соединены с установочным входом нейроподобного элемента, выход которого подключен квторым входам элемента И.Источники информадии,принятые во внимание при вкспертиэе1. Авторское свидетельство СССР9 696497, кл. 006 б 7/60 1977.2. Авторское.свндетелвство ГССРВ 647699, кл. 6066 7/60, 1976:прототип) .