Устройство для моделирования условнорефлекторных связей замыкательного типа

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК З(Я) С 06 С 7/60 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лс ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГю делАм изоБРетений и ОтнРытий(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 972529, кл. С 06 С 7/60, 1982(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯУСЛОВНОРЕФЛЕКТОРНЫХ СВЯЗЕЙ ЗАМЫКАТЕЛЬНОГО ТИПА.по авт,св, 9 972529,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей за счет воспроизведенияпроцесса продуктивного н репродуктивного мьпдления, в него введены первыйи второй коммутаторы, восьмой, девятый, десятый сумматоры, четвертый ипятый инверторы знака сигнала, первыйи второй компараторы и.блок регистрации, выход которого является дополнительным выходом устройства, выходы двенадцатого и тринадцатогоблоков умножения подключены к соответствующим входам восьмого суммато,.ЯО 1104548 Д ра, выход которого соединен с первым входом блока регистрации и с первым входом первого компаратора, выход которого подключен к второму входу блока регистрации, третий вход которого соединен с выходом пятого сумматора и с вторым выходом первого компаратора, выходы шестого и седьмого сумматоров подключены соответственно к входам первого и второго коммутато" ров, первые выходы которых соединены с соответствующими входами девятого сумматора, выход которого подключен к четвертому входу блока регистрации и к первому входу второго компаратора, выход которого соединен с пятым входом блока регистрации, шестой вход которого подключен к выходу десятого сумматора и к второму входу второго компаратора, вторые выходы первого и второго коммутаторов через соответственно четвертый и пятый инверторы знака сигнала соединены с первым и вторым входами десятого сумматора, третий вход которого подключен к выходу одиннадцатого блока умножения.входами второго сумматора, первые входы третьего и четвертого сумматоров подключены к выходу восьмого блока умножения, вторые входы третьего и четвертого сумматоров соединены с выходами седьмого и десятого блоков умножения соответственно, выходы . второго, третьего и четвертого сумматоров подключены соответственно к вторым входам одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого блоков умножения, выходы которых через соответствующие инверторы подключены соответственно к первым входам пятого, шестого и седьмого сумматоров, выходы которых соединены с входами дополнительного сумматора, вторые входы пятого, шестого и седьмого сумматоров подключены к выходам второсигнального запоминающего блока, блока внутренней памяти и первосигнального запоминающего блока соответственно,Режимы работы устройства задаются отношением сигналов, поступивших на входы первосигнального (Ь), второ- сигнального (а) запоминающего блоков и блока внутренней памяти (с).Режим репродуктивного мышления реализуется таким отношением входных сигналов, которое отражается в информации принятого решения положительными знаками второсигнальной (а), перво- сигнальной ( Ъ) и внутренней (с) информационной составляющей. При этом внутренняя информационная составляющая (с ) представляет оценочный кри 2терий принятого решенияРежим продуктивного мышления в ситуации самообучения отражается в информации принятого решения через отрицательный оценочный критерий (- с), при этом (С ), поступающий в накопитель информации долговременной памяти, больше уровня внутреннего сигнала (с), поступившего на вход блока внутренней памяти.1Режим продуктивного мышления в ситуации обучения по первосигнальному каналу связи отражается в информации принятого решения через отрицательную первосигнальную составляющую (-Ь ), при,этом (Ь), поступающий в накопитель информации долговременной памяти, больше уровня сигнала (6), поступившего на вход первосигнального запоминающего блока 11.Недостатком известного устройства является отсутствие возможности структурировать информацию принятия реше 1 11045482Изобретение относится к облас имоделирования нейронных сетей и можетбыть использовано в кибернетике, самоорганизующихся стабильных системахуправляющего воздействия, информа 5ционных системах, вычислительной технике и робототехнике.По основному авт.св. Р 972529 известно устройство для моделированияусловнорефлекторных связей замыкательного типа.Устройство состоит из первосигнального запоминающего блока, блокавнутренней памяти, второсигнальногозапоминающего блока, блоков умножения, сумматоров, функционального пре"обраэователя, накопителя, инверторов,дополнительного сумматора, выход кототорого является выходом устройства,Выход первосигнального запоминающегоблока подключен к первому и второмувыходам первого блока умножения, кпервому входу второго блока умножения и к первому входу третьего блокаумножения, второй вход которого соединен с выходом второсигнального запоминающего блока и с первым входомчетвертого блока умножения, второйвход которого подключен к выходублока внутренней памяти, к первому30и второму входам пятого блока умножения и к второму входу второго бло- .ка умножения, выход первого блока умножения соединен с первыми входамишестого и седьмого блоков умножения,второй вход шестого блока умноженияподключен к выходу блока внутреннейпамяти и к первому входу восьмогоблока умножения, второй вход которогосоединен с выходом первосигнальногозапоминающего блока и с первым входомдевятого блока умножения, второй входкоторого подключен к выходу пятогоблока умножения и к первому входу десятого блока умножения, второй входкоторого соединен с выходом второсигнального запоминающего блока, свторым входом седьмого блока умножения с третьим входом восьмого блокаумножения, выходы второго, третьегои четвертого блоков умножения подклю"5 Очены к входам первого сумматора, выход которого через функциональныйпреобразователь соединен с первымивходами одиннадцатого, двенадцатого итринадцатого блоков умножения, выходы 55которых подключены к соответствующимвходам накопителя, выходы шестого и девятого блоков умножения соединены сния накопителем долговременной памятив процессе переработки.Целью изобретения является расширение функциональных возможностейустройства за счет воспроизведенияпроцесса продуктивного и репродуктивного мышления,Указанная цель достигается тем,что в устройство введены первый ивторои коммутаторы, восьмой, девятый,ч 10десятый сумматоры, четвертый и пятыйинверторы знака сигнала, первый ивторой компараторы и блок регистрации,выход которого является дополнительным выходом устройства, выходы двенадцатого и тринадцатого блоков умножения подключены к соответствующимвходам восьмого сумматора, выход которого соединен с первым входом блокарегистрации и с первым входом первогокомпаратора, выход которого подключен к второму входу блока регистрации, третий вход которого соединен свыходом пятого сумматора и с вторымвходом первого компаратора, выходышестого и седьмого сумматоров подключены соответственно к входам первогои второго коммутаторов, первые выходыкоторых соединены с соответствующимивходами девятого сумматора, выход которого подключен к четвертому входублока регистрации и к первому входувторого компаратора, выход которогосоединен с пятым входом блока регистрации, шестой вход которого подключен З 5к выходу десятого сумматора и к второму входу второго компаратора, вторыевыходы первого и второго коммутаторовчерез соответственно. четвертый и пятый ицверторы знака сигнала соединены 40с первым и вторым входами десятогосумматора, третий вход которого подключен к выходу одиннадцатого блокаумножения,45На фиг.1 изображена схема устройства для моделирования условно-рефлекторных связей замыкательного типа; на фиг 2 - функциональная схема, отражающая физиологическую сущность уст 50ройства.Устройство состоит (фиг,1) иэ первосигнального запоминающего блока 1, второсигнального запоминающего блока 2, блока 3 внутренней памяти, блоков 4 - 16 умножения, сумматоров 17 - 23,55 функционального преобразователя 24, накопителя 25, инверторов 26 - 28 знаков сигналов, дополнительного сумматора 29. Накопитель 25 состоит из первого и второго коммутаторов 30- 31, восьмого, девятого, десятого сумматоров 32 - 34, четвертого и пятого инверторов 35 и 36 знака сигнала, первого и второго компараторов 37 и 38 блока 39 регистрации.В накопитель 25 поступают сигналы остаточного второсигнального (о 2), условного (Ь 2) безусловного (с 2 ) возбуждения, блокироцочного (а,) условного ( Ь), безусловного ( с) торможения.Коммутаторы 30 и 31 выполняют соответственно оценку знака с изадержку сигнала в случае, если он Отрицательный, переключение положительного сигнала ца первый выход блока, переключецис отрицательного сигнала на второй выход блока.Физиологическая сущность процесса коммутации информации раскрывается известными в актах продуктивного мышления механизмами усиления и задержки сигналов, проходящих переработку. Усиление и задержка приводит к развитию информационного акта, к превращению репродуктивного мышления в продуктивное. Переключением с 2 и Ь 2 на первые выходы коммутаторов 30 и 31 моделируют условия включения с в стРУктуру Ь 2 (остаточного безусловного в структуру условного возбуждения) и тем самым усиление сигнала в акте репродуктивного мышления. Переключением с на второй выход ком 2мутатора 30, а Ь на первый выход коммутатора 31 моделируют задержку с, и тем самым внутренние условия - причину превращения акта репродуктивного мышления в продуктивное, в ситуации самообучения. Переключением Ь на второй выход коммутатора 31, а С 2- на первый выход коммутатора 30 моделируют задержку Ь и тем самым внутрен 2ние условия - причину превращения акта репродуктивного мышления в продуктинное в ситуации обучения по перво- сигнальному каналу связи.Структурирование информации в акте репродуктивного мышления производят блоками 32-39 следующим образом: на два входа сумматора 32 поступают сигналы с и 3 , на входы сумматора 331поступают сигналы с 2 и Ъ 2 с первых выходов 30 и 31, а на вход сумматора 34 поступает сигнал а, на дца остальных входа сигналы це поступают.0 Результат из сумматора 32 передается в блок 39 и на вход компаратора 3, результат сумматора 33 передается в блок 39 и на вход компаратора 38, Сигнал аг передают на вход блока 39 и на компараторы 3, сигнал а с выхода сумматора 34 передают в блок 39 и на вход компаратора 38, Результат сравнения сигналов блоками 37 и 38 передается в блок 39.В результате структурирования информации в акте репродуктивного мышления внутренняя организация целой информационной "единицы" сох раняется в блоке 39 как 15пг Р(Ъ+ с 1и где 6 и й" - отношения вида: больше, меньше, равно.20Физиологическая сущность процесса структурирования информации (Фиг.2) раскрывается интегральным голографический принципом работы мозга и логической функцией оперативной памяти,25 которая призвана сохранять информационную "единицу" - квант, при отборе и переработке информации и в акте репродуктивного мьппления не приводить к появлению новой информации, В этой связи фиг.2 имитирует глубинную логику построения внутреннего образа" внешнего мира устройством для моделирования условнорефлекторных связей замыкательного типа 1 1,на .входы которого поступает сигнал Ъ ви-З 5 деоинформации, отражающей условия внешней среды, сигнал а - голосовой информации, содержащей второсигнальную установку, сигнал с - информация внутренней памяти. Глубинная логика построения "внутреннего образа" внешнего мира в данном устройстве осно" вывается на полном спектре сигналов (аЬ с.,аг Ь, с ), которые генерич г,руются динамической временной связью 45 конструктивного типа, т.е. основным устройством. В результате отбора информационных признаков выделяются:группа сигналов (а, Ь с), передающих пассивные информационные признаки;группа сигналов (а Ь, с ), перег г дающих активные информационйые признаки.В результате структурирования сиг"55 чалов достигается организация информационного спектра, как целой информационной единицы, которая в акте репродуктивного мьпдления сохраняется единством отношения сигналова Я( Ьс )(1)а Р 1 ЬС 1г г(где а - передает активные информационные признаки второсигнальной установки;Ъ +с - пассивные первосигнальные и1внутренние информационныепризнаки;- пассивные признаки второсигнальной установки;Ь фс - активные признаки первосигг гнальной и внутренней информации.Отношения р Р" кодируют внутренние условия взаимодействия двух противоположно развивающихся тенденций возбуждения-торможения при отборе и переработке информации принятия решения. Логика развития тенденций Ийф) приводит к модификации (усилению) информативности признаков через суммацию (Ъ+ с) и (Ь +с ), что свидетельствует об отсутствии признаков индифирентного раздражителя, ассоциативно не связанного с информационными признаками безусловнорефлекторного и условнорефлекторного раздражителя (первосигнального и второсигнального).Структурирование информации в целую информационную единицу в акте продуктивного мышления в ситуации самообучения производят блоками 32- 39 следующим образом.На один из входов сумматора 33 через первый вход коммутатора 31 передают сигнал Ъг на второй вход информация не поступает. На один из входов сумматора 34 передают сигнал ь , на второй с инвертора 35 - сигнал сг с инвертированным знаком, на третий вход сумматора 34 информация не поступает. Результат от суммированйя сумматором 34 передается в блок 39 и один из входов компаратора 38. Сигнал Ъг без модификации сумматором 33 передается на второй вход компаратора 38 и в блок 39. Результат сравнения .уровней информативности сигналов (а + с ) и Ъг компаратором 38 передается в блок 39. Обработку сигналов сумматора 32 и компаратора 37 и передачу результатов в блок 39 производят так же, как в акте репродуктивного мышления.В результате структурирования инФормации в акте продуктивного мышле(2)Иеханизм суммирования а (сигнала 5 блокировочного торможения) при задержке с сигнала остаточного безусловного возбуждения порождает комбинированный сигнал (а + с ) нового качества. Структурой сигнала отражается механизм активации пассивных признаков второсигнальной установки м активными признаками внутренней информации с , чем определяется самовоэрастание информации в ситуации само обучения, превращающее акт репродуктивного мьппления в продуктивное,Структурирование информации в целую информационную единицу в акте продуктивного мышления в ситуации 20 обучения по первосигнальному каналу связи производят блоками 32-38 следующим образом: на один иэ входов сумматора. 33 через первый выход коммутатора 30 передают сигнал с , на 25 второй вход которого информация не поступает. На входы сумматора 34 передают сигнал а и с инвертора 36 сигнал Ь с инвертированным знаком, на2третий вход сумматора 34 информация З 0 не поступает. Результат от суммирования сигнала 34 передается в блок 39 и один иэ входов 38. Сигнал с беэ модификации сумматором 33 передается на второй вход компаратора 38 и в блок.39, Результат сравнения уровней информативности сигналов компаратором 38 передается в блок 39. Обработку сигналов с, Ъ, сумматором 32 и компаратором 37 и передачу результатов 40 в блок 39 производят так же, как в акте репродуктивного мышления. В результате структурирования информации в акте продуктивного мышления в ситуации обучения по первосиг 45 нальному каналу связи в блоке 39 сформируется,(3)т 1 гИеханиэм суммирования. м (сигнала блокировочного торможения) при задержке Ъ 2 (сигнала остаточного условного возбуждения) порождает комбинированный сигнал (ц+Ь ) нового качества, отражая механизм активации 55 второсигнальной установки ц 1, актив. ными признаками первосигнальной информации Б, чем и определяется самовозрастание информации в ситуацииобучения по первосигнальному каналусвязи, превращакпцее акт репродуктивного мьппления в продуктивное.Использование предлагаемого устройства по сравнению с известнымиобеспечивает:расширение функциональных возможностей устройства, осуществляющееотбор и переработку информации принятия решения динамической временнойсвязью конструктивного типа за счетструктурирования всей информации,проходящей переработку накопителемпамяти, обеспечивающего сохранение"внутреннего образа" внешнего миракак целой информационной единицгп вакте репродуктивного мьппления, продуктивного мьппления, в ситуации самообучения, в ситуации обучения попервосигнальному каналу связи,упрощение структуры моделируемыхпроцессов за счет саморегулированияразрешающей возможности внутреннегоканала динамической временной связиконструктивного типа при отборе ипереработке информации принятия решения в режимах: репродуктивного мышления, продуктивного мьппления в ситуации самообучения, обучения по первосигнальному каналу связи, но второсигнальному каналу связи.Устройство может быть эффективноиспользовано:в робототехнике, в синтезе структуры и архитектуры микропроцессорногокомплекса управления роботами, обеспечивающего автономию, универсальность и простоту решения собственныхвнутренних задач робота и высвобождающего тем самым функциональные возможности робота для решения задач,определяемых пользователем системы;в вычислительной технике, при разработке центральных процессоров,специализированных для целей отбора,переработки информации, специализированных для целей отбора, переработки информации принятия решения, атакже при разработке памяти;в самоорганизующихся и самообучающихся системах управляющего воздействия, технических и социальных, основанных на таких формах проявленияприсущих им функций, которые обладают активностью , спонтанностькилщ-."продуктивностью", "отбором" и т.д.,например, в задачах проектирования иразработки интегрирующего информа 91ционного центра общегосударственнойавтоматизированной системы сбораобработки и передачи информации в целяхучета, планирования и управления (ОГАС)в системах отбора и переработкиинФормации при решении задач борьбы104548 10 с шумами, когда при передаче информации органиэация внутреннего канала обеспечивает варьирование его пропускной способности таким образом что снимаются шумы н передаются полезные сигналы.1104548 и рректор В Синицка Заказ 5264 5 Филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. тная,Составитель И, Дедактор В. Иванова Техред Ж.Кастеле Тираж б 99 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений и 5, Москва, Ж, РаушскаПодпи митета СС ткрытий наб., д,