Устройство для моделирования нейрона

(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИОДЕЛИРОВАНЕЙРОНА бло ни я, в ча в преобразоват тоту подключ ь вх дных и ь тного рои ств к слу дныхиост изменения ли чин гналов, ч и применени в сетях пов из вестает уро строи понта ве ого ш етени овани повышениа счет сн очЦель изобости модел устроис входны а к Указанная цел что в известное щее и преобразов напряжение, вход возбуждающими. вх выходы каждого и лей частоты .в на к соответствующи сумматора, преоб ается тем, во, содержаастоты в ос строя телей х явл трой с браэо подкл м вхо стор тс о атеюченьам и преряжени весов яжеаэоват Изобретение относится к аналоговому моделированию и предназначенодля при менени я в адапти вных сетяхраспознавания обтазов и в моделировании гомеостатических ансамблей.Кроме того, устройство применяетсяв системах слежения и автоматического управления,Известно устройство для моделирования нейрона, содержащее сумматор, выход которого через последовательно соединенные схему сравнения,преобразователь напряжения в частотусоединен с входом формирователя выходны х и м пуль со в1 1.Недостатком этого устройства является относительно малая точность.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для моделирования нейрона, содержащее преобразователи частоты в напряжение, выходыкоторых подключены к соответствующим входам сумматора, выход которогочерез последовательно соединенные.напряжения сду формирователя высов 21.Недостатком извявляется его чувст ния чувствительностслучайным фпюктуациналов.902033 Бсли в момент времени напряжениена выходе сумматора 2 существенноменяется и аОЬЦ , то на выходеблока 5 появляется напряжение, которое переводит ключ 7 в открытое состояние, и новое напряжение поступает на вход блока 9. В какой-то моментвремени новая величина напряженияпоступает на второй вход блока 5, врезультате этого ключ 7 переходитв закрытое состояние, и блок 9 запоминает новое значение выходного напряжения сумматора 2.В момент времени 1 напряжениена выходе сумматора 2 существенноуменьшается Оз. В результате на первый вход блока 6 поступает большеенапряжение, чем на ее второй вход,и так как дО ) сОз, то напряжениена выходе блока 6 открывает ключ 8,и новое значение напряжения сумматора поступает на вход блока 9;В момент времени т+ 7. на,оба вхо"да второго блока сравнения будет поступать одинаковое напряжение.В результате дОсО 5 и ключ 8перейдет в закрытое состояние.Таким образом, на вход блока 9будет поступать только существенноизменяющееся напряжение выхода сумматора 2. Изменение определяется задаваемым соотношением весов первогои второго входов блоков 5 и 6, Приэтом блок 5 открывает доступ напряжения с выхода сумматора 2 на блок 9при повышении напряжения, а блок 6 при ее понижении, Напряжение с выходЛ сумматора 2, испытывающее колебания ниже установленных пределов неучитывается в устройстве в формировании ею выходной импульсной последовательности,ния в частоту, выход которого подключен ко входу формирователя импульсных сигналов, выход которого является информационным выходом устройства, введены два блока сравне ния, два ключа и блок памяти мгновенного значения напряжения, причем выход сумматора соединен с информационными входами обоих ключей и с первыми весовыми входами первого и в второго блоков сравнения, выходы которых подключены соответственно к управляющим, входам первого и второго ключей, выходы которых объединены и подключены ко входу блока па мяти мгновенного значения напряжения, выход которого соединен с весовыми вторыми входами первого и второго блоков сравнения и со входом преобразователя напряжения в частоту. 26На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на юг. 2 - временные ди агр амвю, поя сияющие работу.Устройство содержит и преобразователей 1 частоты в напряжение, сумма тор 2, преобразователь 3 напряжения в частоту, формирователь 4 импульсных сигналовр первый 5 и Второй 6 блоки сравнения, первый 7 и второй 8 ключи, блок 9 памяти мгновенного значения напряжения.Устройство работает следующим образом.При поступлении на и входов преобразователей частоты в напряжение час-тотно"импульсных последовательностей на выходе сумматора 2 образуется напряжение, пропорциональное сумме учитывая веса входов сумматора) напряжений на выходах преобразователей 1 частоты в напряжение. Нормальное положение ключей 7 и 8 - закрытое. Од" нако при первом поступлении на первый вход блока 5 напряжения сумматора 2, на втором входе блока 5 имеется 0 напряжения. В результате ключ 7 переводится напряжением с выхода блока 5 в открытое положение и напряжение с выхода сумматора 2 поступает на вход блока 9. Напряжение с выхода блока 9 поступает на первый вход блока 6 и первый вход блока 5. Веса блоков сравнения задаются таким образом, чтобы аЬ; Ос, где а, Ь- веса соответственно первого и второ 55 го входов блока 5;д, с " веса соответственно первого и второго входов блока, так как аО Щ; дО сО где О - мгновенное значение напряжения в блоке 9 на выходе блоков 5 и б - 0 и оба ключа 7 и 8 находятся в закрытом состоянии,Переход ключа 7 в закрытое состояние сопровождается запоминанием мгновенного О напряжения в блоке 9. Это напряжение управляет частотой преобразователя 3, Затем импульсы, пропорциональные напряжению управления поступают на вход формирователяБсли напряжение выхода сумматора 2 испытывает незначительные случайные изменения и аО ЬО дОссО,то ключи 7 и 8 остаются в закрытом состоянии и на выходе блока 9 напряжение не меняется.Случайное изменение совокупности си гналов на входах устройства приведет к изменению его выходной последовательности убывающе мало. Вследствие этого устройство может приме няться как в системах распознавания образов в качестве элемента борьбы с зашумлением и случайным искажением образа, так и в системах построения сверхустойчивых гомеостаэов, 10 В обы чны х гомеостати чески х си стемах в ответ на случайные изменения входных сигналов может произойти временное возмущение гомеостаза. В гомеостазах, в качестве элементов которо го применяется предлагаемое устройство, возмущение гомеостаза может произойти только призакономерных воздействиях на его входах. Если гомеостаз является составной частью 26 более обширного ансамбля, то понижение чувствительности его к случайным воздействиям может способствовать увеличению устойчивости самого ансамбля и уменьшения уровня спонтан ъ ного шума в его сетях. В биологических системах, в том числе и сенсорных системах распознавания образов, такой механизм сниже- зо ния чувствительности к случайным воз. действиям, т.е. не закономерным и не несущим в себе информации, предусмотрен избирательной адаптацией сенсорной системы ктому или иному типу внешних воздействий. Такой механизм избирательной адаптации биосистемы не совсем ясен, .однако Не исключается, что в его основе может лежать некая интегральная совокупность механизмов, сходных с описанным выше.В системах слежения подавление случайных изменений в активности на входах следящей системы повышает информативную ценность выходных сигналов.Формула изобретенияУстройство для моделирования нейрона, содержащее и преобразователейчастоты в напряжение, входы которыхявляются возбуждающими входами устройства, выходы каждого из и преобразователей частоты в напряжение подключены к соответствующим весовымвходам сумматора, преобразователь напряжения в частоту, выход которогоподключен ко входу формирователя импульсных си гналов, выход которогоявляется информационным выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точности,в него введены два блока сравнения,два клюца и блок памяти мгновенногозначения напряжения, причем выходсумматора соединен с информационнымивходами обоих ключей и с первыми весовыми входами первого и второго блоков сравнения, выходы которых подключены соответственно к управляющим вхо.дам первого и второго ключей, выходыкоторых объединены и подключены ковходу блока памяти мгновенного значения напряжения, выход которого соединен с весовыми вторыми входами первого и второго блоков сравнения и совходом преобразователя напряжения вчастоту.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свитедельство СССРИ 4 Я 016, л, С 06 С 7/60, 19762. Авторское свидетельство СССРР 647698, кл. С 06 С 7/60, 1979 ,902033 2 каэ 12385/59 Тираж 731 . Подписное ВНИИПИ Государственного коюетета СССР по делан иэобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4/5 филиал ППП "Патент"г.ужгород, ул.Проектн Составитель 8.РыбинРедактор Н,Ковалева Техред И. Тепер Корректор М.Коста