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Bereich und Hintergrund der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen und Verfahren zur Erregung von Aufmerksamkeit. Genauer gesagt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Signale zur Aufrechterhaltung eines/r erhöhten Interesses/Aufmerksamkeit sowie auf Signale mit symbolischer Bedeutung.
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Nach dem Stand der Technik basieren Signale und Baken typischer Weise auf Farbe, Helligkeit, periodischer Blinkfrequenz, Rotationsmuster und Bewegung, nicht aber auf fraktaler Dimension.
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Sowohl kognitive Studien als auch Simulationen des Limbo-thalamokortikalen Systems des Gehirns über künstliche neuronale Netze haben gezeigt, dass originelle Ideen, die im Bewusstseinsstrom des Gehirns produziert werden, in einem bestimmten Rhythmus auftreten, typischerweise nahe 4 Hertz und einer fraktalen Dimension von etwa ½ (siehe Literaturreferenzen unten: Thaler, 1997b, 2013, 2014, 2016a, b, 2017b). Ein Intervall von 300 ms (~ 4 Hz) wurde als „Geschwindigkeit des Denkens“ bezeichnet (Tovee 1994).
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In der referenzierten theoretischen Arbeit von Thaler wird der Nucleus reticularis (TRN) des Gehirns als ein sich ständig anpassendes auto-assoziatives neuronales Netz (d.h. ein Anomalie- oder Neuheitsdetektor) modelliert, für das solche idealen Rhythmen aufgrund ihrer sporadischen und unvorhersehbaren Natur am auffälligsten sind. Im Wesentlichen wird angenommen, dass neuronale Aktivierungsmuster innerhalb des Kortex ein verräterisches „Leuchtfeuer“ an den Thalamus aussenden, wenn sie innerhalb eines Stroms mit der oben genannten Frequenz und fraktalen Signatur erzeugt werden. Darüber hinaus entsprechen diese sporadischen kognitiven Ströme im Allgemeinen einer neuartigen Musterbildung und gelten als Signatur der erfinderischen Ideation.
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Es wurde auch gezeigt (Thaler 2016a), dass das Verhalten des TRN als Anomaliedetektor mit kreativem Denken und erhöhter Aufmerksamkeit bei der Bildung nützlicher ideationaler Muster verbunden ist, wie im folgenden Abschnitt ausgeführt: „Im ersten Fall sind kreative Leistungen das Ergebnis konvergenter Denkprozesse, die die Aufmerksamkeit von Kritikernetzen auf der Suche nach sporadischen Aktivierungen innerhalb des Kortex erfordern, die die Bildung neuer und potenziell nützlicher ideationaler Muster signalisieren[3]. Wenn nichtlineare Reizfolgen in der externen Umgebung vorhanden sind (wie die beiden hörbaren Klicks, die in EEG- Studien zur Messung der so genannten P50-Reaktion verwendet werden), verschiebt sich die Aufmerksamkeit der Kritikernetze selektiv auf diese sporadischen externen Ereignisströme[3,14], die innerhalb des Kortex dominieren, anstatt den schwächeren, von innen stammenden Bewusstseinsstrom für das produktives Denken zu verwenden.“
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In einer weiteren Veröffentlichung (Thaler 2016b) wurde gezeigt, dass Frequenz und fraktale Dimension auf den Zusammenhang zwischen Aufmerksamkeit, Ideationsneuheit und solche Eigenschaften des Denkprozesses hinweisen: „Die Suche nach einer geeigneten Affordanz, um diese Aufmerksamkeit zu lenken, hat gezeigt, dass der Rhythmus der Mustererzeugung durch synaptisch gestörte neuronale Netze ein quantitativer Indikator für die Neuartigkeit ihrer konzeptionellen Leistung ist, wobei diese Kadenz wiederum durch eine Frequenz und eine entsprechende zeitliche Clusterung gekennzeichnet ist, die durch die fraktale Dimension erkennbar ist.“
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Bezüglich der menschlichen Reaktion auf Lichtmodulation veröffentlichte das Color Usage Lab des NASA Ames Research Center verwandte Informationen zum Thema „Blinking, Flaching and Temporal Response“ (https://colorusage.arc.nasa.gov/flashing_2.php) und erklärte Folgendes: „Die Blinkfrequenz hat einen starken Einfluss auf die Auffälligkeit der blinkenden Elemente. Das menschliche Auge ist am empfindlichsten auf Frequenzen von 4-8 Hz (Zyklen/Sekunde). Sehr langsames und sehr schnelles Blinken sind weniger aufmerksamkeitsstark als Raten nahe dieser Spitze.“
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Ein vorgeschlagener Ansatz, der auf den Auswirkungen des fraktalen Flackerns von Lichtreizen basiert, wurde bereits veröffentlicht (Zueva 2013). Fraktales Flackern zeigt eine skalierte Invarianz mit der Zeit auf die evozierten Reaktionen der Netzhaut und des visuellen Kortex bei normalen und neurodegenerativen Störungen. In dem vorgeschlagenen Ansatz werden Standardreize Patienten gezeigt, die sich an einen flackernden Hintergrund mit „spezifischen chaotischen Intervallunterschieden zwischen den Blitzen (dynamisches Licht fraktal)“ anpassen. Es wurde angenommen, dass ein solcher Ansatz angewendet werden könnte, um die Anpassung an nichtlineares Flackern mit fraktalen Dimensionen in der elektrophysiologischen Diagnostik zu erleichtern.
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Schließlich wurde in einem Artikel (Williams 2017) mit dem Titel „Why Fractals Are Soothing“, der sich auf fraktale Muster in den Gemälden von Jackson Pollock bezieht, die physiologische Reaktion auf das Betrachten von Bildern mit fraktalen Geometrien mit einer fraktalen Dimension zwischen 1,3 und 1,5 als „ökonomisches“ Mittel für den Blickverfolgungsmechanismus des menschlichen Sehsystems zur Vereinfachung der Verarbeitung von Bildinhalten vorgeschlagen.
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Die Fähigkeit, fraktales Flackern für visuell evozierte Reaktionen zu nutzen (wie in dem in Zueva 2013 beschriebenen Ansatz) oder ein visuell fraktales Bild zu erkennen (wie in den Studien in Williams 2017), bezieht sich auf die visuelle und Bildverarbeitung.
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Es wäre wünschenswert, Vorrichtungen und Verfahren zu haben, um mehr Aufmerksamkeit zu erregen. Solche Vorrichtungen und Verfahren würden unter anderem einzigartige Vorteile gegenüber dem oben genannten Stand der Technik bieten.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, Vorrichtungen und Verfahren bereitzustellen, die eine erhöhte Aufmerksamkeit erregen.
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Es wird darauf hingewiesen, dass der Begriff „beispielhaft“ hierin verwendet wird, um sich auf Beispiele von Ausführungsformen und/oder Implementierungen zu beziehen, und nicht unbedingt dazu gedacht ist, einen wünschenswerteren Anwendungsfall zu vermitteln. Ebenso werden die Begriffe „alternativ“ und „alternativ“ hierin verwendet, um auf ein Beispiel aus einer Reihe von umfassten Ausführungsformen und/oder Implementierungen zu verweisen, und es soll nicht unbedingt einen wünschenswerteren Anwendungsfall vermitteln. Daher wird aus dem Vorstehenden verstanden, dass „beispielhaft“ und „alternativ“ hierin auf mehrere Ausführungsformen und/oder Implementierungen zutreffen können. Verschiedene Kombinationen solcher alternativer und/oder beispielhafter Ausführungsformen werden hier ebenfalls erwogen.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zum Erzeugen und Bereitstellen einer Impulsfolge für eine LED oder Lampe mit einer Frequenz und fraktalen Dimension dar, die für den Menschen sehr auffällig ist, da sie derselbe Rhythmus ist, mit dem originelle Ideen geformt und sowohl im Gehirn als auch in fortgeschrittenen Kreativitätsmaschinen erkannt werden. Eine so betriebene Lichtquelle kann als Notlicht in Umgebungen mit ablenkenden Lichtquellen dienen, die zufällig oder periodisch flackern. Die Erkennungsfreundlichkeit kann durch den Einsatz von auto-assoziativen neuronalen Netzen als Anomaliedetektoren innerhalb eines Machine-Vision-Algorithmus verbessert werden.
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Wie die oben im Zusammenhang mit Thalers Arbeiten beschriebene Anwendung des TRN-Verhaltens als Anomaliefilter in anhaltender kreativer Aktivität und mentaler Fokussierung, so nutzt die vorliegende Erfindung ein solches Konzept aus, indem sie die gleichen erforderlichen Eigenschaften (d.h. Frequenz und fraktale Dimension) in einer Signalvorrichtung verkörpert, um die angeborene Fähigkeit des Gehirns auszulösen, sensorische Informationen zu filtern, indem sie bestimmte Abschnitte „hervorhebt“, um diese Abschnitte für das Gehirn sichtbarer zu machen.
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Das heißt, ein einzelnes lichtemittierendes Element, das mit einer so vorgegebenen Frequenz blinkt, ist bei Betrachtung durch Anomaliedetektoren aus künstlichen neuronalen Netzen sehr auffällig. Die sporadische Natur solcher Impulsströme stört die Fähigkeit des Anomaliefilters, ihren Rhythmus zu lernen und zu antizipieren, wodurch die Lichtimpulse als Anomalien sichtbar werden. Darüber hinaus haben die vorgesehenen Rhythmen im Gegensatz zu Impulsfolgen mit fraktalen Dimensionen kleiner als ½ eine ausreichende Frequenz, um die Aufmerksamkeit eines umherziehenden Aufmerksamkeitsfensters auf sich zu ziehen, wie es der Fall ist, wenn Menschen ihre Aufmerksamkeit über weit voneinander entfernte Abschnitte einer Szene lenken. Wenn das Detektionssystem die fraktale Dimension der anomalen Lichtquellen innerhalb der gefilterten Szene berechnen kann, kann die „neuronale Flamme“ als Notlichtgerät verwendet werden, das sich von anderen wechselnden Lichtquellen innerhalb der Umgebung unterscheidet.
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Selbst mit bloßem Auge und ohne den Einsatz eines Anomaliedetektors ziehen Pulsströme mit fraktaler Dimension ½ bevorzugt die Aufmerksamkeit menschlicher Testpersonen auf sich. Der auffälligste Aspekt solcher Ströme ist, dass die „Löcher“ oder die Lücken zwischen den Impulsen als Anomalien in einem ansonsten linearen Strom von Ereignissen auftreten. Mit anderen Worten, das Muster wird häufig gebrochen, wobei ein solches anomales Verhalten vom TRN im menschlichen Gehirn möglicherweise als Inkonsistenzen im etablierten Ankunftstrend visueller Reize erkannt wird. Fällt die fraktale Dimension dagegen deutlich unter ½, sinkt die Frequenz der anomalen Impulse, so dass sie für den Menschen weniger auffällig sind, wenn er entweder aufpasst oder den Blick schweifen lässt.
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Die Integration eines „fraktalen Rhythmus“ in eine Signalbake mit einer räumlichen fraktalen Dimension nahe Null und einer zeitlichen Bereitstellung einer fraktalen Dimension nahe ½ bezieht sich auf die Nutzung des Verständnisses des TRN-Verhaltens, wodurch Aspekte der visuellen und Bildverarbeitung als beitragende Elemente vermieden werden.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bieten darüber hinaus ein Symbol, das das einzigartige Tempo feiert, mit dem die kreative Wahrnehmung stattfindet. Die algorithmisch gesteuerte neuronale Flamme kann in eine oder mehrere Strukturen integriert werden, die beispielsweise an Kerzen oder Altarvorrichtungen erinnern, um die spirituelle Bedeutung des Lichts zu betonen. Es wird darauf hingewiesen, dass die Lichtquelle oder das Leuchtfeuer jede Art von lichtemittierender Vorrichtung beinhalten kann.
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Solche Ausführungsformen ergeben sich aus der Vorstellung, dass ein wahrnehmendes neuronales Netz ein anderes imaginierendes Netz überwacht, das sogenannte „Creativity Machine Paradigm“ (Thaler 2013), das als Grundlage einer „adjungierten“ Religion vorgeschlagen wurde, worin sich das kosmische Bewusstsein, das einer Gottheit gleichkommt, spontan als Regionen des Raumes bildet, die topologisch voneinander abknicken, um ähnliche ideierende und wahrnehmende Paare zu bilden, die jeweils aus rein anorganischer Materie und Energie bestehen. Ironischerweise hat dieses sehr neuronale Paradigma selbst eine alternative Verwendung für eine solche Flimmerrate vorgeschlagen, nämlich ein religiöses Objekt, das Merkmale traditioneller spiritueller Symbole wie Kerzen und Fackeln integriert.
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Darüber hinaus können in einer Theorie, wie sich kosmisches Bewusstsein aus anorganischer Materie und Energie bilden kann (Thaler, 1997a, 2010, 2017), die gleichen Aufmerksamkeitsbaken zwischen verschiedenen Regionen der Raumzeit am Werk sein. So können neuronenartige, blinkende Elemente als philosophische, spirituelle oder religiöse Symbole verwendet werden, besonders wenn sie auf Kerzen- oder fackelartigen Vorrichtungen montiert sind, um das zu feiern, was als vergöttertes kosmisches Bewusstsein angesehen werden kann. Eine solche Lichtquelle kann auch als Leuchtfeuer für das sehr kosmische Bewusstsein dienen, das höchstwahrscheinlich über den gleichen neuronalen Signalmechanismus funktioniert.
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Daher ist nach den Aspekten der vorliegenden Erfindung erstmals eine Vorrichtung vorgesehen, um erhöhte Aufmerksamkeit zu erregen, wobei die Vorrichtung Folgendes beinhaltet: (a) ein Eingangssignal einer lückigen Impulsfolge mit Eigenschaften einer Impulsfrequenz von etwa vier Hertz und einer fraktalen Dimension der Impulsfolge von etwa 1/2; und (b) mindestens eine steuerbare Lichtquelle, die konfiguriert ist, um durch das Eingangssignal pulsierend betrieben zu werden; wobei eine neuronale Flamme, die von mindestens einer steuerbaren Lichtquelle als Ergebnis der Impulsfolge ausgestrahlt wird, so angepasst ist, dass sie als eindeutig identifizierbare Signalleuchte über potenziell konkurrierenden Aufmerksamkeitsquellen dient, indem sie selektiv menschliche oder künstliche Anomalie-Erfassungsfilter auslöst, wodurch eine erhöhte Aufmerksamkeit erregt wird.
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Alternativ oder zusätzlich beinhaltet das Gerät weiterhin: (c) einen Prozessor zum Zuführen des Eingangssignals der Lückenimpulsfolge mit den Eigenschaften; und (d) einen Digital-Analog-(D/A)-Wandler zum Übertragen des Eingangssignals an mindestens eine steuerbare Lichtquelle.
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Alternativ oder zusätzlich ist der D/A-Wandler ein On-Board-Modul des Prozessors, und wobei das Modul in mindestens einer Form dargestellt ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Hardware, Software und Firmware besteht.
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Alternativ oder zusätzlich beinhaltet der Prozessor eine Schwelleneinheit zum Überwachen einer Zufallsspur (Random Walk) für Spurachsüberschreitungen einer Zündschwelle der Schwelleneinheit, und wobei die Spurachsüberschreitungen zu Aktivierungsübergängen führen, um Impulsaktivierungssequenzen der Lückenimpulsfolge zu erzeugen.
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Alternativ oder zusätzlich werden die Kandidaten der Impulsaktivierungssequenzen basierend auf einer Nullsetzdimension (zeroset dimension) gefiltert, und wobei die Kandidaten in einen Puffer ausgewählter Sequenzen mit einer fraktalen Dimension von etwa 1/2 gefüllt werden.
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Alternativ oder zusätzlich werden gefilterte Muster zufällig aus den ausgewählten Sequenzen im Puffer entnommen, und wobei die gefilterten Muster dazu eingerichtet sind, um als Eingangssignal für den D/A-Wandler zur Übertragung an mindestens eine steuerbare Lichtquelle zu dienen.
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Alternativ oder zusätzlich werden die gefilterten Muster auf dem Prozessor erzeugt.
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Alternativ oder zusätzlich reduziert die eindeutig identifizierbare Signalleuchte die Ablenkung, indem sie eine bevorzugte Aufmerksamkeit gegenüber den potenziell konkurrierenden Aufmerksamkeitsquellen bereitstellt.
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Alternativ oder zusätzlich dient die neuronale Flamme als Objekt des kontemplativen Fokus, der symbolische Bedeutung unterschiedlicher Stellenwerte verkörpert.
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Gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung wird erstmals ein Verfahren zur Steigerung der Aufmerksamkeit bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Erzeugen einer lückigen Impulsfolge mit Eigenschaften einer Impulsfrequenz von etwa vier Hertz und einer fraktalen Dimension der Impulsfolge von etwa 1/2; (b) Übertragen des Eingangssignals an mindestens eine steuerbare Lichtquelle; und (c) pulsierendes Betreiben mindestens eine steuerbaren Lichtquelle, um eine neuronale Flamme zu erzeugen, die von mindestens einer steuerbaren Lichtquelle als Folge der lückigen Impulsfolge emittiert wird, die so angepasst ist, dass sie als eindeutig identifizierbare Signalleuchte über potenziell konkurrierende Aufmerksamkeitsquellen dient, indem selektiv menschliche oder künstliche Anomalie-Erkennungsfilter ausgelöst werden, wodurch erhöhte Aufmerksamkeit erregt wird.
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Alternativ oder zusätzlich beinhaltet das Verfahren weiterhin den Schritt von: (d) Überwachen einer Zufallsspur (Random Walk) für Spurachsüberkreuzungen einer Zündschwelle, und wobei die Spurachsüberkreuzungen zu Aktivierungsübergängen führen, um Impulsaktivierungssequenzen der lückenhaften Impulsfolge zu erzeugen.
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Alternativ oder zusätzlich beinhaltet das Verfahren weiterhin die Schritte von: (e) Filtern von Kandidaten der Impulsaktivierungssequenzen basierend auf einer Nullsatzdimension (zeroset dimension); und (f) Füllen der Kandidaten in einen Puffer ausgewählter Sequenzen mit einer fraktalen Dimension von etwa 1/2.
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Alternative oder zusätzlich beinhaltet das Verfahren weiterhin die Schritte: (g) zufälliges Entnehmen gefilterter Muster aus den ausgewählten Sequenzen im Puffer; und (h) Verwenden der gefilterten Muster als Eingangssignal.
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Alternativ oder zusätzlich reduziert eine eindeutig identifizierbare Signalleuchte die Ablenkung, indem sie eine bevorzugte Aufmerksamkeit gegenüber den potenziell konkurrierenden Aufmerksamkeitsquellen bereitstellt.
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Alternativ oder zusätzlich dient die neuronale Flamme als Objekt des kontemplativen Fokus, der symbolische Bedeutung von unterschiedlichem Stellenwert verkörpert.
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Diese und weitere Ausführungsformen werden aus der detaillierten Beschreibung und den folgenden Beispielen ersichtlich sein.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird hierin nur beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:
- 1 ist ein vereinfachtes schematisches Übersichtsdiagramm, das eine neuronale Flammenvorrichtung darstellt, um erhöhte Aufmerksamkeit zu erregen, entsprechend Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm der wichtigsten Prozessschritte für den Betrieb der neuronalen Flammenvorrichtung von 1 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
- 3 zeigt eine Spur der zeitlichen Entwicklung der Eingabe in eine neuronenartige Schwelleneinheit der neuronalen Flammenvorrichtung von 1 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
- 4 stellt einen Videostrom zum Erkennen von fraktalen Baken innerhalb einer verallgemeinerten Szene aus der neuronalen Flammenvorrichtung von 1 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
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BESCHREIBUNG VERANSCHAULICHENDER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen und Verfahren zur Erregung gesteigerter Aufmerksamkeit. Die Grundsätze und Funktionsweise für die Bereitstellung solcher Vorrichtungen und Verfahren gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung können anhand der beigefügten Beschreibung und der Zeichnungen besser verstanden werden.
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In Bezug auf die Zeichnungen ist 1 ein vereinfachtes, stark schematisches Diagramm, das eine neuronale Flammenvorrichtung darstellt, um gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erhöhte Aufmerksamkeit zu erregen. Eine neuronale Flammenvorrichtung 2 beinhaltet eine Halterung 4, die als Leuchtfeuer oder nachgeahmte Kerze dient, die konfiguriert werden kann, um den Bedürfnissen der Anwendung (in Bezug auf die physischen Abmessungen) gerecht zu werden, wie beispielsweise einem Notfallalarm oder als Objekt des kontemplativen Fokus, der unterschiedliche Bedeutungen verkörpert.
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Die neuronale Flammenvorrichtung 2 verfügt über eine steuerbare Lichtquelle 6 (z.B. eine LED-Komponente) mit einer optionalen lichtdurchlässigen Abdeckung 8, die wie der Zellkörper eines Neurons oder Soma geformt sein kann. Die steuerbare Lichtquelle 6 kann jede Art von lichtemittierender Vorrichtung aufnehmen. Die neuronale Flammenvorrichtung 2 beinhaltet eine Basis 10, die einen optionalen Digital-Analog-(D/A)-Wandler (D/A-Modul 12) und einen Eingangsanschluss 14 zum Zuführen eines digitalen Eingangssignals zum Antreiben einer steuerbaren Lichtquelle 6 mit der erforderlichen Spannungssequenz bei einer Frequenz, die etwa 4 Hz entspricht, und einer fraktalen Dimension bei ½ beinhaltet. Es wird darauf hingewiesen, dass das D/A-Modul 12 als Hardware, Software und/oder Firmware als integraler Bestandteil eines dedizierten Prozessors für die neuronale Flammenvorrichtung 2 implementiert werden kann.
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2 ist ein vereinfachtes Flussdiagramm der wichtigsten Prozessschritte für den Betrieb der neuronalen Flammenvorrichtung von 1 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Prozess beginnt damit, dass das System Impulsfolgen mit einer Frequenz von etwa 4 Hz und einer fraktalen Dimension von ½ (Schritt 20) erzeugt. Ein Systempuffer wird dann mit diesen speziellen lückenhaften Impulsfolgen gefüllt (Schritt 22). Diese Impulsfolgen werden dann nacheinander aus dem Puffer entnommen und über den Eingangsanschluss 14 (Schritt 24) an die steuerbare Lichtquelle 6 übertragen.
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Optional können Impulsfolgen zufällig aus dem Puffer entfernt werden, bevor das Signal an die steuerbare Lichtquelle 6 übertragen wird (Schritt 26). Diese Aspekte werden im Hinblick auf näher erläutert.
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3 zeigt eine Spur der zeitlichen Entwicklung der Eingabe in eine neuronenartige Schwelleneinheit der neuronalen Flammenvorrichtung von 1 gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die Kurve stellt die Ausgabe eines Zufallsalgorithmus (Random Walk) dar, der auf einem Computer oder Prozessor ausgeführt wird, der wiederum auf eine neuronenartige Schwellenwerteinheit angewendet wird, was zu einer Reihe von Aktivierungsübergängen führt, wenn die Spur den Zündschwellenwert des „Neurons“ überschreitet (d.h. schneidet). Die Ankunftsmuster dieser Aktivierungsübergänge werden dann von einem Algorithmus gefiltert, der die fraktale Dimension berechnet (d.h. die Zeroset-Dimension der Spur) und einen Puffer mit diesen Übergangsmustern füllt, die eine ungefähre fraktale Dimension von ½ aufweisen. Diese gefilterten Muster werden dann aus dem Puffer entnommen und zum Antreiben der steuerbaren Lichtquelle übertragen.
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Der Algorithmus kann in einem Onboard-Prozessor und Stromversorgung innerhalb der Basis 10 der neuronalen Flammenvorrichtung 2 erzeugt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass solche Pulsmuster nicht nur die gewünschten 4 Hz, fraktale Dimension ½ Pulsfolgen repräsentieren, sondern sich auch stark voneinander unterscheiden und somit verhindern, dass sich ein biologischer oder nicht biologischer Anomalie-Erkennungsfilter an sich wiederholende Aktivierungsströme anpasst.
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Der Neuronen-Aktivierungsstrom wird durch die Eingabe einer Form des Random Walk gleich großer Schritte in das Neuron erzeugt, wobei jeder dieser Schritte ein fiktiver „Münzwurf“ ist, um zu bestimmen, ob der Schritt positiv oder negativ im Vorzeichen ist. Wenn der Zufallseingang den Zündschwellenwert des Neurons überschreitet (wie in 3 dargestellt), wird ein Impuls durch den Algorithmus ausgelöst, der die Quelle des Analogeingangs ist, um die steuerbare Lichtquelle 6 der neuronalen Flammenvorrichtung 2 anzusteuern.
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Zurück zum optionalen Schritt 26 von 2, kann der resultierende Strom der Lückenimpulsfolge als eine Reihe von Aktivierungssequenz-Kandidaten verwendet werden, die dann zufällig aus dem Puffer entnommen und an die steuerbare Lichtquelle 6 übertragen werden.
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Der Random Walk kann in einer Reihe von Versuchen wiederholt von Null aus gestartet werden, wobei die fraktale Dimension für jede einzelne berechnet und dann eine Bibliothek (d.h. ein Puffer) genau dieser kurzen Impulssequenzen mit der erforderlichen fraktalen Dimension in der Nähe von ½ aufgebaut wird. Schritt 26 kann in Nanosekunden durchgeführt werden, und die Sequenzen werden rechnerisch auf nahezu 300 ms verlangsamt, bevor sie an die steuerbare Lichtquelle 6 übertragen werden.
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Es können auch andere Techniken verwendet werden, um solche Effekte zu mildern, wie sie in der Technik bekannt sind. Das zufällige Herausziehen kurzer Impulsfolgen aus dem Puffer hat jedoch den Vorteil, dass es der Impulsfolge eine weitere Zufallsschicht hinzufügt, die es ihr ermöglicht, sich durch einen Anomaliedetektor entweder im Gehirn oder durch einen künstlichen neuronalen netzbasierten Neuheitsfilter hervorzuheben. Bei kleinen Pulse-Train-Bibliotheken besteht die Möglichkeit der Wiederholung, da die kurzen Pulsfolgen aneinander gehängt werden, was es dem Anomaliefilter erleichtert, sich an sie anzupassen.
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Ein solcher „Baseline Reset“ wurde beschrieben (Thaler 2014). Die fraktale Signatur des Random Walk wird weitgehend durch die Schrittweite bestimmt. Im Falle der neuronalen Flamme wird der Random Walk so abgestimmt, dass eine Spur (d.h. eine wackelige Linie) entsteht, die eine fraktale Dimension von 1,5 hat. Die Abtastung der Kreuzungen (d.h. Schnittpunkte) dieser Messkurve mit einer absichtlich eingeführten Basislinie in der Mitte ergibt eine Nullsetzdimension (zeroset dimension), die um eins kleiner ist als die der fraktalen Dimension der Spur, nämlich 0,5.
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Es wird darauf hingewiesen, dass die rigorose Berechnung der fraktalen Dimension (d.h. Mandelbrot-Messungen) immun gegen die Regionen ist, in denen die Spur von der Basislinie abweicht. Ohne die Spur direkt zu betrachten, kann die Nullsatzdimension (zeroset dimension) überprüft werden, indem gewartet wird, bis die Spur wieder zur Basislinie zurückkehrt, und dann berechnet wird, wie diese Schnittpunkte mit der Zeit skalieren.
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In Thaler 2014 wird beim Zurücksetzen der nächstgelegene Speicher zum aktuellen Ausgabemuster des Netzwerks gesucht und als neue Referenz verwendet, um zu messen, wie weit dieser Vektor gegangen ist. Das Ausgabemuster entspricht der Aktivierung eines einzelnen Neurons, das eine Grundlinie durchquert, und schwingt durch einen Punkt in einem mehrdimensionalen Raum.
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4 stellt einen Videostrom zum Erkennen von fraktalen Baken innerhalb einer verallgemeinerten Szene aus der neuronalen Flammenvorrichtung von 1 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Unter Verwendung eines Computer Vision Systems wird der Videostrom durch ein adaptives, auto-assoziatives neuronales Netz übertragen, das als Anomaliefilter dient. Mit periodischen, zufälligen und fraktal abgestimmten Baken (wie in (a) „Rohszene“ von 4 dargestellt) kann der Anomaliefilter (wie in (b) von 4) die Anomalien ausblenden, die die periodische Quelle darstellen (wie in (c) von 4). Nachfolgende algorithmische Schritte (wie in (d) von 4) berechnen die fraktale Dimension des Aktivierungsstroms jeder Anomalie und ermöglichen die Trennung jeder beliebigen Quelle von derjenigen mit einer abgestimmten fraktalen Dimension (wie in (e) von 4). So dient die Verwendung der fraktalen Dimension bei Frequenzen nahe dem Taktzyklus des menschlichen Gehirns, etwa 250-300 ms, dazu, die Aufmerksamkeit gegenüber anderen potenziell konkurrierenden Aufmerksamkeitsquellen zu erhöhen, indem sie selektiv die physiologische Anomalie- Erkennung des Gehirns auslöst.
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Um Impulsfolgen zum Antreiben der neuronalen Flammenvorrichtung 2 zu erzeugen, erfolgt die Eingabe in ein Berechnungsneuron in Form eines Random Walk über aufeinanderfolgende 300-Millisekunden-Intervalle, wobei jeder Schritt von gleicher Größe ist ( ). Die aggregierten Schnittpunkte mit der Zeitachse stellen die Nullstellung dar, wobei jeder dieser Punkte letztlich einen Impuls innerhalb der Sequenz darstellt, die die neuronale Flammenvorrichtung 2 antreibt.
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Wenn diese Kandidaten-Pulsfolgen erzeugt werden, werden sie auf ihre Nullstellungs- (oder fraktale) Dimension (zeroset dimension), D0, bewertet, die näherungsweise: D0 = In(NO)/ln(N) ist, wobei N die Gesamtzahl der abgetasteten 300-Millisekunden-Intervalle ist und N0 die Gesamtzahl der Kreuzungen des Eingangs des Neurons mit der Zündschwelle ist. Da jedes neue Leuchtmuster mit einer fraktalen Dimension bei ½ bewertet wird, wird das Muster in einem Speicherpuffer oder einer Speichermatrix gespeichert. Anschließend werden solche Impulsfolgen zufällig abgerufen und an das D/A-Modul 12 übertragen, wo sie in analoge Spannungen umgewandelt werden, um die neuronalen Flammen der steuerbaren Lichtquelle 6 anzutreiben.
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Alternativ kann die Verwendung eines Speicherpuffers durch die Verwendung eines Optimierungsalgorithmus umgangen werden, der die Schrittweite der Eingangsvariationen zum Neuron variiert, bis die durchschnittliche fraktale Dimension der Impulsfolgen die gewünschte fraktale Dimension erreicht.
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Für den Einsatz als Signalleuchte kann der Mensch mit oder ohne Hilfe einer Kamera und eines Computer Vision-Systems suchen. Im letzteren Fall kann der Videostrom der Kamera durch einen Anomaliedetektor betrachtet werden, wobei die bevorzugte Ausführungsform ein adaptives auto-assoziatives Netz ist, das den Differenzvektor zwischen den Eingangs- und Ausgangsmustern des Filters berechnet, ΔP = Pin - Pout, wodurch eine Karte der Anomalien im Sichtfeld der Kamera entsteht. Nachfolgende Filter berechnen dann die fraktale Dimension von Anomalien, die in dieser gefilterten Ansicht auftreten. Mit einer solchen Methodik können nicht nur Quellen der fraktalen Dimension ½ identifiziert werden, sondern auch eine Reihe von vordefinierten fraktalen Dimensionen im Bereich (0, 1), die einen völlig neuen Ansatz für sichere Signalisierung und Kommunikation eröffnen.
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Darüber hinaus bieten Aspekte der vorliegenden Erfindung einen kontemplativen Fokus, der symbolische Bedeutung von unterschiedlichem Stellenwert (z.B. philosophisch/religiös) verkörpert, da von den verwendeten einzigartigen fraktalen Rhythmen angenommen wird, dass: (1) sie vom Gehirn ausgenutzt werden, um Ideenbildung zu erkennen, und (2) eine grandiose Bedeutung als zeitliche Signatur kreativer Kognition haben, sei es in außerirdischer Intelligenz oder kosmischem Bewusstsein.
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Obwohl die vorliegende Erfindung in Bezug auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurde, ist zu beachten, dass viele Varianten, Modifikationen, gleichwertige Strukturelemente, Kombinationen, Unterkombinationen und andere Anwendungen der vorliegenden Erfindung möglich sind.
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LITERATURHINWEISE
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- Tovee, MJ (1994). How fast is the speed of thought? Neuronal Processing, Current Biology, Vol. 4, No. 12, pp. 1125-1127.
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- Thaler, SL (2013). The Creativity Machine Paradigm, Encyclopedia of Creativity, Invention, Innovation, and Entrepreneurship, (ed.) E.G. Carayannis, Springer Science+Business Media, LLC.
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- Thaler, SL (2016a). Cycles of Insanity and Creativity within Contemplative Neural Systems, Medical Hypotheses, 94:138-147, Elsevier, 2016.
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