EP0416076A1

EP0416076A1 - Rechensystem zur simulation der grosshirnrinde

Info

Publication number: EP0416076A1
Application number: EP90904826A
Authority: EP
Inventors: Bernhard Dr. Mitterauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-03-28
Filing date: 1990-03-27
Publication date: 1991-03-13
Also published as: WO1990011575A1; US5410716A; DE3910036C1

Description

Rechensystem zur Simulation der Großhirnrinde.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Rechensystem z.ur Simulation der Großhirnrinde mit der radialen Glia, d.h. einen Relationsrechner gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In der DE-PS 34 29 078 des Anmelders ist ein Rechensystem zur Simulation der Format io reticularis angegeben, mit dem z.B. ein Robotsystera bestimmte intendierte, durch Programme vorgegebene Handlungen mit einer Redundanz potentieller Befehlsausübung ausführt. Dies bedeutet, daß die intendierten Handlungen durch Rahmenprogramme vorgegeben sind, die Jedoch durch eingehende, z.B. durch Umweltinformationen abgeleitete Daten neu bewertet und auch ausgetauscht werden können, wobei jedoch das Ziel der intendierten Handlung im Auge behalten wird. Wie der Weg bis zu diesem Ziel verläuft, wird durch die Struktur des gesamten Rechensystemes und durch die verwendete Logik systemintern bestimmt.

Ein wesentlicher Teil eines solchen Gesamtrechensystems ist der Relationsrechner. In diesen Relationsrechner werden die aus den Umweltinformationen errechneten Daten sowie die intendierten Handlungen eingegeben, wobei gleichzeitig Rückkopplungen aus dem Befehlsrechner vorliegen. In dem Relationsrechner werden diese Eingangsdaten entsprechend gewichtet und schließlich an den Befehlsrechner weitergegeben. Dieser Relationsrechner entspricht somit in einem Robotsystera der Großhirnrinde des biologischen Gehirnes; vgl. W.L. Kilmer et al. in International Journal of Man-Machine Studies, 1969, Band 1, Seiten 279 bis 309, insbesondere Figur 10 auf Seite 306 mit zugehöriger Beschreibung. Der Relationsrechner, welcher aus einer Vielzahl von klassischen Rechnern zur Verarbeitung diverser Umweltinformationen, deduktiver motorischer Programme sowie induktiver Planung besteht, ist in dem bisherigen Stand der Technik nur hinsichtlich der Funktion angegeben, nicht jedoch hinsichtlich der Rechnerstruktur.

Pasko Rakic hat in Science, Band 241, 1988, Seiten 170 bis 176, eine experimentell fundierte Theorie über den Aufbau der Großhirnrinde vorgelegt. Die Großhirnrinde besteht hiernach aus einer Vielzahl (ontogenetischer) Säulen, in welchen sich jeweils eine bestimmte Zahl von Neuronen befindet. Der Aufbau dieser Säulen geht von einer Schicht glialer Zellen, der radialen Glia aus, die nicht mehr zur Großhirnrinde, sondern zur ventrikulären Zone gehörig ist. Jede in der Ventrikelschicht angeordnete Glia-Zelle ist über radiale Glia-Fasern mit einer Säule der Großhirnrinde verbunden, wobei eine ein-eindeutige Zuordnung zwischen den Glia-Zellen der Ventrikelzone und den Säulen der Großhirnrinde besteht. Der Aufbau eines bestimmten Großhirnrindenareals erfolgt unter der Führung der Glia-Zellen. Die für die einzelnen Säulen notwendigen Neuronen wandern entlang der radialen Glia-Fasern bzw. Fortsätze der Glia-Zellen zu den Säulen der Großhirnrinde und dort exakt zum entsprechenden Bestimmungsort innerhalb der Säule. Die endgültige Zahl derartiger Säulen eines jeden Areals kann durch afferente Information modifiziert werden. Die Zytoarchitektonik der Großhirnrinde wird, wie in der Praxis beobachtet, hierdurch in funktionsspezifische Areale aufgeteilt.

Es ist des weiteren festgestellt worden, daß die Großhirnrinde sich durch Zunahme der Anzahl von radialen Glia-Zel¬len vergrößert. Vor allem ist bemerkenswert, daß die Vergrößerung de r Oberfläche der Großhirnrinde im Laufe der Evolution nicht mit einer wesentlichen Zunahme der Rindendicke einhergeht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese aus der Biologie gewonnenen Erkenntnisse umzusetzen in eine Angabe für eine Rechnerstruktur, mit der die Funktion der Großhirnrinde mit den daran teilnehmenden anderen Hirnteilen simuliert werden kann.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Demgemäß entsprechen den Säulen der Großhirnrinde Rechnergruppen und den glialen Zellen der Schicht der Ventrikel Zellen eines Tritozählers, denen jeweils ein bestimmtes Tritogramm zugeordnet ist. Die Zellen innerhalb eines Tritozählers sind kenogrammatisch organisiert und entsprechend ihrer Deuteroäquivalenz angeordnet. Hinsichtlich der Kenogrammatik, der Tritogramme und der Deuteroäquivalenz vgl. die DE-OS 37 07 998, G.G. Thomas, Introduction to Kenogrammatics, Proceedings of the 13th Winter School on Abstract Analysis Section of Topology, Serie II, Nr. 11, 1985, und G. Günther, Logik, Zeitemanation und Evolution, Geisteswissenschaftliche Hefte 136, Obladen, Westdeutscher Verlag 1967, Seiten 7 bis 47.

Den kenogrammatisch organisierten und deuterographisch geordneten Zellen eines Tritozählers sind somit ein-eindeutig ebenfalls in Gruppen geordnete Rechnergruppen zugeordnet. Entsprechend der Deuteroäquivalenz der Tritogramme ergibt sich eine qualitative Funktionsäquivalenz der jeweils zusammengehörigen Bausteine.

Di e e i nze lnen Re chne rg ruppen e rha l ten j ewe i l s g ruppenspezifische Daten, so z.B. die Daten eines Perzeptionsrechners, der visuelle oder taktile Umweltinformationen liefert, die Daten eines Handlungsintentionsrechners, der auszuführende Programme liefert, oder Rückmeldedaten etwa von einem Befehlsrechner etc. Wird in einer bestimmten Rechnergruppe des Relationsrechners gerechnet, wobei es irrelevant ist, wieviele einzelne Rechner aktiv sind, so wird ein der Rechnergruppe zugeordneter Aktivitätsschalter eingeschaltet, der über eine Leitung an die zugehörige Tritozelle lediglich die Information liefert, z.B. die Information EIN, daß in der zugehörigen Rechnergruppe gerechnet wird. Die Zellen der jeweils eingeschalteten Tritozähler werden in bestimmten Zeitabständen abgefragt, wobei dann jeweils das Tritogramm der eingeschalteten Zellen als sogenanntes qualitatives Muster an einen Speicher, z.B. einen RAM-Baustein weitergeleitet wird. Die qualitativen Muster der augenblicklichen Rechenvo.rgänge werden hierdurch laufend im Relationsrechner gespeichert, wobei das augenblickliche Qualitätsmuster jederzeit z.B. über einen Monitor einem Beobachter zugänglich gemacht werden kann. Da die Tritogramme Wertqualitäten entsprechen, diese Wertqualitäten auch dem Handlungsintentionsprogramm zugrundeliegen, kann durch einen Vergleich der beiden Qualitäts- bzw. Programm- Muster festgestellt werden, ob das Handlungsprogramm z.B. nach einer bestimmten Umwelterfahrung, die sich in einem neuen Qualitätsmuster der Tritogramme äußert, umgestellt werden muß, um das angestrebte Ziel zu erreichen.

Die dargelegte Rechnerstruktur bzw. Rechnerarchitektur ist eine Simulation des Zusammenwirkens glialer Gehirnstrukturen mit neuronalen Gehirnstrukturen. Es handelt sich daher nicht nur um einen sogenannten neuronalen Rechner, sondern um ein glia-neuronales Rechnersystem. Die Struktur dieses Rechnersystems nach de r Kenogrammatik zeigt auch bei einer Zunahme der Tritozellen im Laufe einer Rechnerfortentwicklung eine entsprechende Vergrößerung der Anzahl der zugeordneten Rechnergruppen, ohne daß die Ausdehnung der einzelnen Rechπergruppen wesentlich größer wird, was der im Laufe der Evolution beobachteten Tatsache entspricht,

daß bei einer Vergrößerung der Gehirnkapazität die Rindendicke nicht wesentlich ansteigt.

Der Grundaufbau des Relationsrechners ist auch übertragbar auf üntersysteme des Rechners. Insbesondere kann- für

eine Simulation angenommen werden, daß die für den Relationsrechner notwendigen Perzeptionsrechner, die Umweltinformationen anhand der Signale von Sensoren liefern, jeweils nach dem gleichen Bauprinzip aufgebaut, d.h.

isomorph sind. Dies bedeutet, daß der Relationsrechner ebenso als Perzeptionsrechner mit einem Sensorsystem

organisiert werden kann. Das Sensorsystem besteht dann aus einzelnen Sensoreinheiten, die jeweils einem Tritogramm zugeordnet sind und eine den Symbolen bzw. Kenogrammen des zugeordneten Tritogrammes entsprechende

Anzahl von Einzelsensoren aufweisen. Diese Sensoreinheiten werden, ähnlich wie die erwähnten, den Säulen in der

Hirnrinde entsprechenden Rechnergruppen, in deuteroäguivalenten Sensorgruppen zusammengefaßt. Die Wertbesetzunge der einzelnen Tritogramme, denen bei den obigen Rechnergruppe jeweils eine bestimmte Anzahl von Einzelrechnern entsprach, wird bei dem Sensorsystem als Code für einen entsprechenden Sensor verwendet. Die möglichen und zulässigen Werte der einzelnen Plätze innerhalb eines Tritogrammes entsprechen dann einer bestimmten Informationsqualität,

z.B. bei einem Berührungs-Sensorsystem einer zunehmenden Berührungsintensität. Wird der Anschaulichkeit halber mit einem vierwertigen Rechnersystem gearbeitet, so gibt es, wie bei den Rechnergruppen, 256 verschiedene, allen Tritogrammen zugeordnete Wertbesetzungen. Diese sensorspezifische Information bleibt auf dem Weg zu den Rechnern im Perzeptionsrechner erhalten, da diese ebenfalls säulenartig tritogrammatisch organisiert sind. Die Leitungen von den einzelnen Sensoren zu den entsprechenden Rechnern im Perzeptionsrechner sind sozusagen nach qualitativen Kriterien gelegt, entsprechend der Entdeckung

in der Hirnforschung von sogenannten etikettierten Leitungen (labeled lines): Demnach kennzeichnet der Informationspfad, längs dem ein Impulszug zu dem Gehirn gelangt, gleichzeitig gewisse Qualitäten der Sinnesreizung. Zusätzlich wird durch diese Kennung auch eine Dekodierung gewisser Sinnesqualitäten möglich: vgl. etwa G. Werner:

Static and dynamic components of object representations in the central nervous system, in: Architectonies of

the Cerebral Cortex, Raven Press, New York, 1978, Seiten 335 bis 356, insbesondere Seite 336. Eine derartige

Weiterleitung der Informationsqualität ist aufgrund der trito- und kenogrammatischen Ordnung des Rechnersystems einschließlich des Sensorsystems möglich. Die Unterteilung des Sensorsystems in deutero-äquivalente Gruppen

entspricht somit einer Unterteilung in unterschiedliche

Informationsqualitäten, welche zwar durch Sinnesreize

ausgelöst, jedoch von Spezialrechnern im Perzeptionsrechner errechnet werden. Dies entspricht der erforschten Tatsache, daß für bestimmte Wahrnehmungseigenschaften

in der Hirnrinde spezielle Neuronen vorgesehen sind,

die entsprechende Merkmale errechnen. Ebenso gibt es

dann im Relationsrechner spezielle RechnerSysteme, welche derartige Aufgaben lösen.

Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen anhand der

Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 eine schematische teilweise perspektivische Darstellung eines Teiles einer Großhirnrinde sowie damit zusammenhängender Glia-Zellen in der Ventrikelzon im biologischen Gehirn (nach P. Rakic); Fig. 2 ein Blockschaltdiagramm eines einen Handlungsintentionsrechner, einen Befehlsrechner sowie einen Relationsrechner gemäß der Erfindung enthaltenden RechenSystem;

Fig. 3 ein Schaubild der Verbindung zwischen einem Teil

des Relationsrechners gemäß der Erfindung und

dem schematisch als Permutographen dargestellten Befehlsrechner des Rechensystems gemäß Fig. 2;

Fig. 4 ein Schaubild zur Erläuterung der Entwicklung

einer Tritostruktur, die der Rechnerarchitektur eines Relationsrechners gemäß der Erfindung zugrundeliegt;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Sensorsystems

eines entsprechend dem Relationsrechner organisierten Perzeptionrechners;

Fig. 6 eine tritogrammatisch geordnete Rechnergruppe

des Perzeptionsrechners;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Permutographenrechners als Mustererkennungsrechner in dem Perzeptionsrechner und

Fig. 8 ein Diagramm eines Wahrnehmungsvorganges als Mustererkennung mit einem nach Art des Relationsrechners organisierten Perzeptionsrechner.

Fig. 1 stellt schematisch einige Glia-Zellen GC in der ventrikulären Zone VZ dar, die über radial verlaufende

Glia-Fasern RG mit Säulen C im Bereich der Hirnrinde

CP verbunden sind. Während der Entwicklung des Gehirns wandern Neuronen längs der als Führungen dienenden Glia Fasern RG, sogenannte wandernde Neuronen MN (migrating neurons) in Richtung auf die zugeordneten Säulen C, wandern dort an bereits abgelagerten Neuronen im Bereich zwischen E40 und E100 vorbei und werden dann in Richtung auf den Randbereich MZ abgelagert. Somit ist jeder Glia-Zelle GC eine bestimmte Säule C zugeordnet. Die Neuronen in den Säulen C erhalten Informationen über Verbindungen zum Zwischenhirn TR und über Verbindungen zu anderen Bereichen der Hirnrinde CC. Die Darstellung und Erläuterung dieser Figur ist - dem oben genannten Aufsatz von P. Rakic entlehnt.

Um aus dieser Struktur das in Fig. 2 gezeigte Rechensystem zu entwickeln, wird davon ausgegangen, daß die Glia-Zellen kenogrammatisch organisiert sind und jeder Glia-Zelle ein bestimmtes Tritogramm entspricht. Das zugrundeliegende Gesetz der Kenogrammatik ist ein Gesetz des qualitativen Zählens. In der Tabelle 1 sind 15 Tritogramme für n=4 unterschiedliche Symbole aufgelistet, wobei die nicht in Klammern geschriebenen Ziffern lediglich die Bedeutung der Symbole haben, während die in Klammern geschriebenen Ziffern natürliche Zahlen bedeuten. Bei vier Symbolen spricht man hierbei von qualitativem Zählen bis 4.

In der folgenden Tabelle 2 ist für die Anzahl von jeweils n Symbolen die Anzahl der möglichen Tritogramme aufge führt, wobei diese Anzahl der Folge der Beil-Zahlen B(n) entspricht.

Für das einfachere Verständnis soll im folgenden lediglich mit vier Symbolen gearbeitet werden, d.h. mit entsprechend 15 Tritogrammen gemäß Tabelle 1. Diese 15 Tritogramme können entsprechend der Symbolstellung mit Werten besetzt werden. Die Berechnung der Wertbesetzung erfolgt nach der Formel n!/(n-r)!, wobei r die Anzahl der verschiedenen Kenogramme auf den n Plätzen bedeutet. Die Tritogramme fassen die Vielzahl möglicher Wertebesetzungen qualitativ kenogrammatisch zusammen. Tritogramme zählen daher nicht die Anzahl von ihnen entsprechenden Wertmengen, sondern Wertqualitäten. Das in der Tabelle 1 in der ersten Spalte gezeigte Tritogramm T1: 1 1 1 1 bedeutet, daß an allen Plätzen der möglichen Wertbesetzungen jeweils gleiche Werte stehen, bei n=4 demnach einer der Werte 1 bis 4. Die möglichen Wertbesetzungen sind dann (1) (1) (1) (1), (2) (2) (2) (2), (3) (3) (3) (3) und (4) (4) (4) (4). Das in der zweiten Spalte der Tabelle 1 aufgeführte Tritogramm T2: 1 1 1 2 bedeutet demnach bei vier Werten jeweils eine Folge von drei gleichen Werten und einem davon verschiedenen Wert. Dementsprechend lassen sich 12 verschiedene Wertbesetzungen aufstellen, angefangen von (1) (1) (1) (2), (1) (1) (1) (3), bis schließlich (4) (4) (4) (3), demnach insgesamt 12 Wertbesetzungen. Auf ähnliche Weise können die Wertbesetzungen und deren Anzahl für alle in Tabelle 1 aufgeführten Tritogramme T1 bis T15 bestimmt werden. 12 Wertbesetzungen haben noch die Tritogramme T3, T4, T6, T7, T9 und T10, während die übrigen Tritogramme T5, T8 sowie T11 bis T15 jeweils 24 Wertbesetzungen haben. Für n=4 Symbole gibt es demnach 256 Wertbesetzungen.

Für die Darstellung gemäß Fig. 1 bedeutet diese Erläuterung, daß jeweils der Säule, die einer bestimmten Glia- Zelle zugeordnet ist, eine Anzahl von Neuronen zugeordnet wird, die gleich der Anzahl der Wertbesetzungen ist, die dem Tritogramm der jeweiligen Glia-Zelle entspricht.

Wie oben erläutert, können Tritogramme jeweils zu Kenographen zusammengefügt werden, wobei die Struktur des Kenographen von der Deuteroäquivalenz der Tritogramme bestimmt wird. Jedes Tritogramm läßt sich als Deuterograram darstellen, wobei für diese Darstellung nur die Verteilung der unterschiedlichen Symbole relevant ist. Wie in Tabelle 3 dargestellt, gibt es im Falle von 15 Tritogrammen mit n=4 hier jeweils wiederum nur durch Ziffern dargestellten Symbolen fünf verschiedene Deuterogramme D1 bis D5, wobei D1 und D5 nur je einmal, D2 viermal, D3 dreimal und D4 sechsmal auftreten.

Demnach können 15 Tritogramme in ihrer deuteroäqui va lenten Struktur jeweils als zusammenhängende Kenographen darstellen, wie dieses bereits in der oben genannten DE-OS 37 07 998 erläutert ist. Entsprechend Tabelle 3 können dann die Tritogramme T2, T3, T6 und T10, ferner T4, T7, T9 sowie T5, T8, T11, T12, T13, T14 jeweils gruppenartig zusammengefaßt werden, wohingegen die Tritogramme T1 und T15 solitär bleiben. Diese Gruppenzusammenfassung kann als qualitative Funktionsäquivalenz aufgefaßt werden.

Diese Überlegungen werden nun auf das Rechensystem gemäß

Fig. 2 angewandt. Dieses Rechensystem weist einen Handlungsintentionsrechner , einen als Permutographen aufgebauten Befehlsrechner 2 sowie einen Relationsrechner 3 auf, deren Funktion in der DE-PS 34 29 078 erläutert ist, auf die Bezug genommen wird.

0er hier in Rede stehende Relationsrechner 3 weist einen Tritozähler 4 mit fünfzehn Zellen Z1 bis Z15 auf, als Säulen S1 bis S15 dargestellte Rechnergruppen 5, in denen jeweils ein Rechnerplatz durch einen kleinen Kreis dargestellt ist, einen mit dem Tritozähler 4 verbundenen Musterspeicher 6, einen mit diesem verbundenen Häufigkeitszähler 7 sowie einen mit dem Musterspeicher verbundenen Monitor 8.

Jeder Zelle Z1 bis Z15 des Tritozählers ist ein Tritogramm zugeordnet, wobei die Zellen mit deuteroäquivalenten Tritogrammen benachbart angeordnet sind, was durch die Doppelstriche angedeutet ist. Man sieht, daß die Zellen Z1 und Z15 mit den hier nur eckigen Kästen angedeuteten Tritogrammen T1 und T15 singulär und die übrigen Zellen entsprechend der obigen Tabelle 3 geordnet sind. So bilden die Zellen Z2, Z3, Z6 und Z10 eine Gruppe, ebenso die, Zellen Z4, Z7 und Z9 sowie die Zellen Z5, Z8, Z11, Z12, Z13 und Z14. Der Tritozähler 4 ist demnach ein technisches Äquivalent zu de r Anordnung der Glia-Zellen GC in Fig. 1. Der Tritozähler ist eine Zählvorrichtung auf der Basis von Tritogrammen, wobei Tritogramme wiederum eine bestimmte Wertquantität auf eine entsprechende Wertqualität zählen bzw. reduzieren.

Jeder Zelle Zi des Tritozählers 4 mit ihrem Tritogramm ist genau eine Rechnergruppe Si zugeordnet, die entsprechend der oben erläuterten Wertbesetzung jeweils eine dem Tritogramm der Zelle entsprechende Anzahl von Rechnerplätzen aufweist. Dementsprechend hat die Rechnergruppe S1 vier Rechnerplätze, die Rechnergruppen S2, S3, S6, S10, S4, S7 und S9 haben jeweils zwölf Rechnerplätze, während die übrigen Rechnergruppen S5, S8 sowie S11 bis S15 jeweils vierundzwanzig Rechnerplätze aufweisen. Diese Rechnerplätze stehen jeweils qualitätsgleichen klassischen Rechnern zur Verfügung, die entsprechend ihren Aufgaben von anderen Rechensystemen gelieferte Daten und Informationen behandeln, wie weiter unten erläutert.

Durch die eindeutige Zuordnung zwischen den Zellen Zi und den Rechnergruppen Si entstehen innerhalb eines durch eine Vielzahl von aneinanderliegenden Säulen gebildeten Säulenraumes Teilräume aus bestimmten Säulen, die qualitativ zusammengehören. Auch diese Zusammengehörigkeit ist durch Doppelstriche angedeutet. Diese Zusammengehörigkeit entspricht einer aufgabenspezifischen Unterteilung der Rechnerfunktion entsprechend einer bestimmten aufgabenspezifischen Unterteilung innerhalb eines Großhirnrindenareals.

Die in einer Rechnergruppe Si zur Verfügung stehenden Rechnerplätze müssen nicht alle mit einem Rechner besetzt sein, da die Installierung der erforderlichen Rechnerkapazität abhängig von den jeweiligen Aufgaben ist, die der Relationsrechner zu erfüllen hat. Es können sogar bereits installierte Rechner wieder außer Betrieb genommen werden. was dem tatsächlich beobachteten biologischen Untergang von Neuronen in der Großhirnrinde entsprechen würde.

Wird in einer bestimmten Rechnergruppe Si des Relationsrechners 3 gerechnet, so wird ein mit dieser Rechnergruppe verbundener Aktivitätsschalter 9 eingeschaltet, der ein Signal an die jeweilig zugeordnete Zelle Zi in dem Tritozähler 4 liefert. In bestimmten, z.B. durch einen Taktgeber vorgegebenen Zeitintervallen werden die Tritogramme derjenigen Zellen Zi ausgelesen, die jeweils ein EIN-Signal von einem Aktivitätsschalter erhalten, und in dem Musterspeicher 6, z.B. einem RAM-Baustein, abgespeichert. Dieses abgespeicherte Muster kann jederzeit über den Monitor 8 zugänglich gemacht werden.

Die in dem Musterspeicher 6 abgespeicherten Tritogramm- Muster werden über Leitungen 10 den Rechnergruppen S1 bis S15 gemeldet. Eine solche Leitung 10 ist z.B. eine Feed-Forward-Leitung, d.h. sie übermittelt Daten, wenn eine bestimmte Uraweltinformation auf ein zur Zeit im Rechnersystem bestehendes Qualitätsmuster trifft, entspricht also einer Bestätigung im Sinne einer Emotion, oder sie ist eine Feedback-Leitung, die lediglich zum Rückmelden des Qualitätsmusters dient. Für eine Simulation von Rechenprozessen im Gehirn ist im wesentlichen nur die Feed-Forward- Leitung notwendig.

Außerdem werden die jeweilig auftretenden Tritogramm- Muster gezählt und die am häufigst auftretenden Muster in dem Häufigkeitszähler 7 abgelegt und dem Handlungsintentionsrechner 1 übermittelt. Der Handlungsintent ions rechner 1 kann dann aus diesen Mustern, die ja aus einem intendierten Handlungsprogramm resultieren, gegebenenfalls sein Programm modifizieren. Modifikationen werden über Leitungen 11 direkt den Rechnergruppen S1 bis S15 oder dem Befehlsrechner 2 mitgeteilt. Grundsätzlich kann jedes beliebige Rechnersystem nach der Architektur des Relationsrechners aufgebaut werden. Im folgenden soll der spezielle Fall eines Robotsystems nach dem Modell der DE-PS 34 29 078 dargelegt werden.

Entsprechend der architektonischen Anordnung gemäß der Deuteroäquivalenz sind die Rechnergruppen S1 bis S15 mit Rechnern besetzt, welche qualitativ klar unterschiedliche Rechenaufgaben zu leisten haben. In Fig. 3 werden nach dem Vorbild der biologischen Großhirnrinde die wesentlichen Rechenbereiche eines Relationsrechners für ein Robotsystem angegeben:

In der Rechnergruppe S1 werden im Sinne der Aufmerksamkeit bzw. Notfallsituationen die bei der Umweltbeobachtung abgetasteten Funktionen des Robotsystems berechnet.

Die Rechnergruppen S2, S3, S6 und S10 verrechnen die Umweltinformationen in bezug auf die Sensorik, z.B. hinsichtlich Sehen, Hören, Berühren und Riechen.

Die Rechnergruppen S4, S7 und S9 berechnen als Deduktionsrechner die Deduktion fixer Programme zur Ausführung motorischer Abläufe nach verschiedenen, in diesem Falle drei Programmen.

In den Rechnergruppen S5, S8, S11, S12, S13 und S14 befinden sich lernfähige, d.h. induktive Rechner zum Errechnen von Planungs- und Wichtungsprogrammen nach Plänen 1 bis 6. In diesen Rechnergruppen werden auch die von der Sensorik wahrgenommenen Daten mit den handlungsintendierten Plänen verrechnet.

In der Rechnergruppe S15 sind Rechner vorgesehen, die die Gebots- und Verbotslogik des Robotsystems festlegen. In der genannten DE-OS 37 07 998 wurde gezeigt, wie Tritogramme in Permutationen bzw. Permutationen in Tritogramme umgewandelt werden können. Hierbei ist die Umwandlung von Permutationen in Tritogramme eindeutig, wohingegen die umgekehrte Wandlung auch mehrdeutig sein kann, d.h. daß einem Tritogramm mehrere Permutationen zugeordnet sind. Diese Zuordnung bedingt auch die funktionale Verbindung zwischen Relationsrechner und dem als Permutograph ausgebildeten Befehlsrechner, wie dieses in Fig. 3 gezeigt ist. Dort ist der Befehlsrechner aus 24 jeweils als Kreise dargestellten Knoten 1 bis 24 dargestellt, die untereinander nach einem ganz bestimmten Schema verbunden sind, vgl. hierzu die genannte Offenlegungsschrift. Mit den Zellen Z1 bis Z15 des Tritozählers 4 sind nun jeweils Wandler 12 verbunden, die die in den Zellen vorliegenden Tritogramme in Permutationen umwandeln. Je nachdem, welche Permutation hierbei errechnet wird, wird eine Verbindung zu dem dieser Permutation zugeordneten Knoten hergestellt. Die Umwandlung des Tritogramms T15 der Zelle Z15 führt z.B. zu der Permutation 1 2 3 4, die dem Knotenrechner 1 zugeordnet ist. Eine solche eindeutige Wandlung von Tritogramme in Permutationen trifft auch auf die Zellen Z4, Z7, Z9, Z5, Z8, Z11, Z12, Z13 und Z14 zu, so daß die zugehörigen Zellen des Tritozählers mit den entsprechenden Knoten 8 , 17, 24 , 7 , 15 , 3 , 22 , 6 und 2 des Befehlsrechners 2 verbunden werden.

Die Tritogramme de r Zellen Z2 und Z3 führen jeweils auf zwei Permutationen, die den Knotenrechnern 13 und 9 bzw. 20 und 12 zugeordnet sind.

Schließlich kann das Tritogramm der Zelle Z1 in sechs Permutationen umgewandelt werden, die den Knotenrechnern 23 19, 18, 14, 11 bzw. 10 zugeordnet sind. Die Zelle Z1 ist demnach mit den sechs entsprechenden Knotenrechnern verbunden. Die Zellen des Tritozählers 4, von denen Leitungen zu zwei oder mehreren Knotenrechnern des Befehlsrechners führen, sind demnach Rechnern innerhalb der Rechnergruppeπ S1 bis S15 zugeordnet, die in erster Linie die aktuelle Umweltinformation bearbeiten und die Sicherheit des Robotsystems in seinem Arbeitsfeld garantieren sollen. Der mit der Rechnergruppe S1 verbundenen Zelle Z1 ist sogar sechs Leitungen zu sechs verschiedenen Knotenrechnern zugeordnet. Da es in dieser Rechnergruppe um die aktuelle Umweltbeobachtung geht, muß der Befehlsrechner redundant, d.h. gegebenenfalls über mehrere Knotenrechner über etwaige Notfälle informiert werden können. Die Rechnergruppe S1 ist sozusagen eine "Notfallssäule", welche ihre Information direkt von den Computern der Umweltsensoren erhält.

Ebenfalls aus Gründen der Sicherheit sind die Rechnergruppen S2, S3, S6 und S10, die sensorische Detail-Berechnungen ausführen, mehreren Knotenrechnern im Befehlsrechner 2 zugeordnet.

Für die Ausführung motorischer Programme, für die Langzeitplanung und algorithmische Codierung genügt jeweils die Zuordnung zu einem Knotenrechner innerhalb des Befehlsrechners.

Die technische Realisierung des Relationsrechners erfolgte nach dem Vorbild der biologischen Großhirnrinde unter Einbeziehung der Kenogrammatik mitsamt der Tritogramme. Die Einbeziehung der Kenogrammatik hat noch eine überraschende Folge. Wie oben erwähnt, wächst bei der Entwicklung des Gehirnes im wesentlichen nur die Fläche der Großhirnrinde und der zugehörigen Teile, nicht jedoch deren Dicke. In Fig. 4 ist der formell-strukturelle Aufbau von Tritogrammen, eine sogenannte Tritostruktur gezeigt, die sich aus dem Tritogrammsymbol 1 entwickelt (nach G.Günther, aaO, Seite 24). Wie bereits aus Tabelle 2 ersichtlich, erhöht sich bei einer Steigerung der Anzahl der Symbole n die Anzahl der Tritogramme entsprechend der Folge der Beil-Zahlen, d.h. daß der Aufbau der Tritogramme in horizontaler Richtung ungleich stärker anwächst als in vertikaler Richtung. Bei drei verschiedenen, in dem Diagramm der Fig. 4 als Ziffern verwendeten Symbolen weist die horizontale Reihe bereits zwei Tritogramme mehr als die Anzahl der Symbole auf, bei vier verschiedenen Symbolen sind es 15 Tritogramme, bei in der Figur noch gezeigten 5 Symbolen entsprechend 52 Tritogramme. Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, klafft das Verhältnis von tritogrammatischem Symbol¬

Zuwachs und vollständiger Strukturierung rasch auseinander. Dies entspricht jedoch gerade der im Laufe der Evolution gemachten Beobachtung der Vergrößerung der Hirnrinde.

In Fig. 5 ist schematisch ein Sensorsystem 51 zur Simulation der taktilen, d.h. auf Berührung ansprechenden Sensorik dargestellt. Der Anschaulichkeit halber wird wiederum von einem vierwertigen Rechnersystem ausgegangen. Wie oben ausgeführt, sind bei einem solchen Rechnersystem 15 Tritogramme möglich. Entsprechend diesen 15 Tritogrammen werden 15 Sensoreinheiten Se1 bis Se15 vorgesehen, die jeweils entsprechend der Anzahl der Symbole in jedem Tritogramm vier Einzelsensoren 52 aufweisen. Die Sensoreinheiten Se1 bis Se15 sind entsprechend der DeuteroÄquivalenz, wie oben zu den Rechnergruppen S1 bis S15 ausgeführt, zu Sensorgruppen G1, G2, G3, G4 und G5 zusammengefaßt, so daß die Gruppe G1 eine Sensoreinheit Sei, die Gruppe G2 vier Sensoreinheiten, die Gruppe G3 drei Sensoreinheiten, die Gruppe G4 sechs Sensoreinheiten und die Gruppe G5 wiederum nur eine Sensoreinheit aufweisen. Wie aus dieser Figur ersichtlich, entspricht jeder Sensor einem Platz in einem zugeordneten Tritogramm. Während die 15 säulenförmigen Rechnergruppen des oben

beschriebenen Relationsrechners nach der jeweiligen Anzahl der Standardwertebesetzungen der Tritogramme aufgebaut wurden, wird bei dem isotopen Sensorsystem das exakte

Wertebesetzungsmuster als Code für den entsprechenden

Sensor ausgenutzt. Die Werte 1 bis 4 entsprechen bei

der taktilen Sensorik einer zunehmenden Berührungsintensität einer bestimmten Berührungsqualität, z.B. Druck,

Frequenz etc. Es gibt somit auf dem gesamten Sensorsystem bei der angenommenen Wertigkeit 4 für jede Wertbesetzung aus den 256 Möglichkeiten einen exakt passenden Einzelsensor. Die Ausgangssignale der Einzelsensoren werden über Leitungen 53, die ebenfalls gruppenförmig entsprechend den

Sensorgruppen Gl bis G5 zusammengefaßt sind, einem Perzeptionsrechner 54 zugeführt, der wie der oben beschriebene Relationsrechner organisiert ist. Demnach umfaßt

die Recheneinheit des Perzeptionsrechners 54 gemäß Fig.6 wiederum 15 Rechnergruppen S1 bis S15, die mit Einzelrechnern belegt und untereinander entsprechend der Deutero-Äquivalenz so geordnet sind, daß sich, wie oben

in den Fig. 2 und 3 zum Relationsrechner erläutert, fünf Säulengruppen S1, S2 - S3 - S6 - S10, S4 - S7 - S9, S5 - S8 - S11 - S12 - S13 - S14 und S15 ergeben. Diese fünf

Säulengruppen werden fünf Wahrnehmungsqualitäten zugeordnet, welche von speziellen Rechnern berechnet werden:

Die lediglich einer Rechnergruppe umfassende erste Säule S1 ist ein An/Aus-Schaltungsmodul 61, in dem die zeitliche Informationseinwirkung auf das gesarate Sensorsystem im Sinne der Dauer eines Berührungsreizes registriert wird.

Die zweite Säulengruppe (S2 - S3 - S6 - S10) bildet einen Logikrechner 62. Für die technische Ausstattung dieser vier Rechnergruppen eignet sich das in der nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 39 33 649.2 angegebene Rechnersystem (Stufenpyramiden-Rechnersystem), so daß in jeder Säule zumindest ein StufenpyramidenRechner untergebracht ist. Je zwei Stufenpyramiden-Rechner vergleichen Plätze und Wertbesetzung und errechnen daraus die logischen Funktionen. Selbstverständlich können in dieser Säulengruppe 62 auch herkömmliche Rechner installiert werden.

Die dritte Säulengruppe (S4 - S7 - S9) bildet einen Intensitäts- bzw. Frequenzdekodierer 63. Jede der drei

Säulen S4, S7 bzw. S9 hat vier, den vier Einzelsensoren entsprechende Plätze, für welche jeweils drei Codierungen, d.h. Standardwertebesetzungen der Tritogramme möglich sind. Dabei führen zu jeweils zwei benachbarten Plätzen einer Säule zwei Leitungen, welchen zwei unterschiedliche Frequenzbereiche aus dem jeweiligen Sensor entsprechen.

Durch die Vergleichsmöglichkeit von Frequenzbereichen mittels eines Komparators (siehe auch Fig. 8), kann der Perzeptionsrechner Berührungsfrequenzen unterscheiden.

Die Häufigkeitsverteilung des Auftretens eines bestimmten Frequenzbereiches wird durch einen Frequenzbereichszähler registriert und für weitere Komparationen in einem Speicher bereitgestellt.

Die Säulengruppe (S5- S8 - S11 - S12 - S13 - S14) bildet einen Mustererkennungsrechner (64), der näher in Fig.7 dargestellt ist. Die Säulengruppen S5, S8, S11, S12,

S13 und S14 des Perzeptionsrechners werden als vierwertiger Permutographenrechner 65 mit 24 Knotenrechnern k1 bis K24 vernetzt. Dabei entspricht jedem Einzelsensor 52 des isotopen Sensorsystems 51 ein Knoten K im Permugraphenrechner 65. Die in Fig. 5 angedeutete Numerierung der 24 Codierungseinheiten der Säulen S5, S8, S11, S12, S13 und S14 entspricht den 24 Permutationsadressen des Befehlsrechners, die aus den Tritogrammen entwickelt werden, die den einzelnen Sensoreinheiten Se5, Se8, Se11,

Se12, Se13 und Se14 zugeordnet sind: Für die Sensoreinheit Se5 lautet das zugeordnete Tritogramm T5 (1 1 2 3, siehe oben), d.h. es ist zusammengesetzt aus zunächst zwei

gleichen Kenogrammatischen Symbolen und anschließend

zwei unterschiedlichen kenogrammatischen Symbolen. Da

jedes kenograromatische Symbol bei der Umwandlung in eine

Permutation als ein Zahlenwert zwischen 1 und 4 erscheinen kann, ergeben sich somit 24 mögliche Permutationen, die

jeweils in Blöcken zu sechs geordnet sind, nämlich: 1

1 2 3, 1 1 2 4, 1 1 3 2, 1 1 3 4, 1 1 4 2 und 1 1 4

3 als erste Sechsergruppe, 2 2 1 3, 2 2 1 4, ... bis

2 2 4 3 als zweite Sechsergruppe, 3 3 1 2 bis 3 3 4 3

als dritte Sechsergruppe und 4 4 1 2 bis 4 4 3 2 als

vierte Sechsergruppe. Dieser jeweils sechs Standardwertebesetzung können jeweils einem Einzelsensor 52 in der

Sensorgruppe Se5 als Standardwertebesetzungen zugeordnet werden. In gleicher Weise werden die Codierungen bzw.

Permutationsadressen für die anderen Sensoreinheiten

aus den Tritogrammen errechnet. Da alle die infrage kommenden Tritogramme 24 mögliche Standardwertbesetzungen aufweisen, ist der Aufbau des Mustererkennungsrechners als Permutographenrechner mit 24 Knotenrechnern naheliegend.

Die letzte Säulengruppe S15 bildet einen Mustererzeugungsrechner 66, in dem Wahrnehmungsmuster in allen möglichen zur Verfügung gestellten Kontexturen erzeugt werden.

Auch dieser Rechner wird bevorzugt als vierwertiger Permutographenrechner ausgebildet. Dieser Permutographenrechner ist entsprechend demjenigen in dem deutschen

Patent 33 28 610 (US-PS 4 783 741) an eine Vorrichtung

angeschlossen, welche ein getaktetes intentionales Handlungsprogramm vorschreibt. Die Rechnergruppe S15 hat

entsprechend dem Tritogramm T15 24 Standardwertebesetzungen, so daß diese 24 Standardwertebesetzungen auch als Permutationen, d.h. Adressen für die einzelnen Knotenrechner des Permutographenrechners aufgefaßt werden können. Bei dem nach Art eines Relationsrechners organisierten Perzeptionsrechner muß, wie bei dem Rechnersystem gemäß der US-PS 4 829 451 ein Kontexturrechner angeschlossen sein, dem wiederum ein intendiertes Kontexturprogramm entsprechend der Vorgabe von Wirklichkeitsbereichen vorgeschaltet ist. Auf diese Weise kann der Perzeptionsrechner in einer bestimmten Arbeitsperiode in unterschiedlichen Kontexturen arbeiten, über diesen Kontexturrechner wird dem als Permutographen organisierten Mustererzeugungsrechner 66 laufend mitgeteilt, in welchen Kontexturen das intentionale Handlungsprogramm realisiert werden soll. Die Änderung einer Kontextur und die damit zusammenhängende Umorganisation der angeschlossenen Rechner ist in der genannten Patentschrift erwähnt.

Von dem als Permutographenrechner aufgebauten Mustererzeugungsrechner 66 der Rechnergruppe S15 werden parallel die gesuchten Wahrnehmungsmuster auf den Mustererkennungsrechner 64 in Form des Permutographenrechners 65 übertragen. Dieser Permutographenrechner 65 setzt nun der isotopen Sensoreinheit das jeweilige gesuchte Wahrnehmungsmuster auf. Je nachdem, ob die einzelnen Sensoren 52 berührt werden, entspricht das Berührungsmuster mehr oder weniger dem gesuchten Muster.

Der technische Vorgang der Mustererkennung läuft entsprechend Fig. 8 folgendermaßen ab:

Ein bestimmtes vom Perzeptionsrechner 54 gesuchtes Muster P1 wird mit dem über das Sensorsystem 51 tatsächlich empfundenen Muster P2 in einem Komparator 71 verglichen. Dieses Vergleichsergebnis wird einer Speicherlogik 72 zugeführt, in der bereits erlernte Muster abgelegt sind. In der Speicherlogik 72 erfolgt einerseits ein Vergleich mit bereits erlernten Mustern in einem weiteren Komparator 73, andererseits wird in einem Optimator 74 ein nur teilweise im Komparator 71 erkanntes Muster gegebenenfalls zu einem mehr vollständigen bzw. einem vollkommenen Muster ergänzt. In der Speicherlogik 72 werden prinzipiell zwei Entscheidungen getroffen:

1. Das vom Perzeptionsrechner 54 gesuchte Muster P1 wird erkannt: Dann wird dieses Muster an einen Monitor

75 weitergeleitet.

2. Wird das gesuchte Muster P1 nicht erkannt, so erhält

der oben erwähnte Kontexturrechner 76 den Befehl, die Kontextur zu ändern. Dieser Befehl wird dann dem Perzeptionsrechner 54 weitergeleitet, so daß der Wahrnehmungsprozeß neu beginnt.

Gleichzeitig mit der Übertragung des gesuchten Musters von dem Mustererzeugungsrechner 66 auf den Permutographenrechner 65 wird das augenblickliche Berührungsmuster direkt von dem Sensorsystem dem Permutographenrechner

65 rückgemeldet. Deckt sich dieses rückgemeldete Berührungsmuster nicht mit den Sensoren der Sensoreinheit

Sel5, welche für den als Permutographenrechner organisierten Mustererzeugungsrechner 66 zuständig sind, dann schaltet dieser Mustererzeugungsrechner 66 auf eine dem tatsächlichen Berührungsmuster eher entsprechende Kontextur um.

Die Mustererkennung wird daher zweifach gesteuert , und zwar einmal über das Mustergedächtnis in der Speicherlogik 72 und zum zweiten direkt über das Berührungsmuster an der Sensorik 51. Die Erzeugung von Wahrnehmungsmustern im Mustererzeugungsrechner 66 ist somit auch von den (im Befehlsrechner ablaufenden) intendierten Handlungsprogrammen abhängig. Dieses entspricht den Ergebnissen

der Hirnforschung, gemäß denen die Wahrnehmung meistens aktionsorientiert ist; vgl. a.a.O. Werner, Seite 347.

Geht man davon aus, wie in dem obigen deutschen Patent

33 28 610 ausgeführt, daß die Aktionen durch Hamilton- Kreise in dem als Permutographenrechner organisierten

Befehlsrechner dargestellt werden können, so besteht

eine Beziehung zwischen diesen Hamilton-Kreisen und den in den Mustererzeugungs- und Mustererkennungsrechnern

erzeugten Mustern. Auch dieses wird durch die Hirnforschung bestätigt, wonach der periphere Sinnesreiz abhängig von dem Verhaltenskontext ist; vgl. a.a.O. Werner,

Seite 347.

Hierbei ist jedoch wichtig, daß der Perzeptionsrechner nicht in Kontexten (entsprechend Werner), sondern in

logisch streng definierten und durch die Hardware festgelegte Kontexturen arbeitet. Mit dem Begriff der Kontextur kann stets exakt festgelegt werden, welche Sensoren des gesamten Sensorsystems zu uinem bestimmten

Zeitpunkt zusammenarbeiten und welche nicht. Die laufenden Vergleiche zwischen dem intendierten Berührungsmuster, in diesem Falle dem gesuchten Muster P1 und dem tatsächlich wahrgenommenen Muster werden für jede Wahrnehmungsperiode, ähnlich wie oben bei dem Relationsrechner, in einem Häufigkeitszähler registriert und gespeichert. Gleichzeitig erfolgt ein Vergleich mit den

für diese Periode geltenden Kqntexturprogramm, welches gemäß der wahrgenommenen Erfahrung laufend optimiert

wird. Auf diese Weise lernt etwa ein Robot, sich in einer bestimmten Umgebung immer besser zurecht zu finden und zu "empfinden": Das System macht sich somit selbst sensibler. Die in einer bestimmten Umwelt immer wieder wahrgenommenen Muster werden im Mustererkennungsrechner 64, 65 regelmäßig durchlaufen und dem Sensorsystem 51 als zu erwartendes

Wahrnehmungsmuster aufgesetzt. Die Vernetzung zwischen

den einzelnen Rechnern des Mustererzeugungsrechners 66

entspricht hierbei ebenfalls den Befunden der Hirnforschung, insbesondere der synaptischen Interaktion in der Hirnrinde und der festgestellten Dendritenbündelung. Ähnlich wie

biologische Systeme müssen auch für einen Robot die Sensorsysteme paarig, d.h. symmetrisch angelegt sein. Wie die

Hirnrinde sind daher jeweils für eine Sensorqualität

zwei Perzeptionsrechner erforderlich. Die beiden Rechenergebnisse werden laufend verglichen, um ein eindeutiges Wahrnehmungsprogramm für unmittelbare motorische Aktivitäten

zur Verfügung zu haben. Da sowohl die Perzeptionsrechner wie auch der Befehlsrechner in der Negativsprache arbeiten bzw. dementsprechend organisiert sind, ist das in dem

deutschen Patent 36 09 925 beschriebene Zweiröhren-Rechnersyste ein geeignetes System, um laufend einen Vergleich, z.B.

einen Links-Rechts-Vergleich der Perzeptionsmuster aus

zwei entsprechenden Perzeptionsrechnern durchführen zu

können. Das Ausgangssignal dieses Zweiröhren-Rechnersystems wird dann laufend dem Befehlsrechner im Sinne

der Realisierbarkeit der Handlungsintentionen rückgemeldet.

Claims

Patentansprüche

1. Rechensystem zur Simulation der Großhirnrinde mit der radialen Glia (Relationsrechner), bestehend aus einer Vielzahl von Rechnern, denen Daten betreffend Umweltinforraationen, Handlungsintentionen oder dergleichen zuführbar sind, die nach Vorgabe eines von einem Handlungsintentionsrechner gelieferten Handlungsprogramms bearbeitet und einem Befehlsrechner zugeführt werden, wobei die Rechner permutographisch und gegebenenfalls kenogrammatisch organisiert sind, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

eine aus mehreren Zellen (Zi) bestehende, nach der kfenogrammatik organisierte Zählvorrichtung (Tritozähler 4), wobei jeder Zelle (Zi) ein Tritogramm (Ti) zugeordnet ist und die Zellen (Zi) jeweils in deuteroäqui valenten Bereichen zusammengefaßt sind;

jeder Zelle (Zi) der Zählvorrichtung (4) ist eine Rechnergruppe (Si) mit einer Anzahl von Rechnerplätzen zugeordnet, die der Anzahl der Wertbesetzungen des Tritogramms der zugeordneten Zelle entspricht;

jede Rechnergruppe weist einen Aktivitätsschalter (9) auf, der eine Verbindung zu der zugehörigen Zelle (Zi) in der Zählvorrichtung (4) herstellt, wenn die Rechner in der zugeordneten Rechnergruppe (Si) rechnen;

mit den einzelnen Zellen (Zi) der Zählvorrichtung ist ein Musterspeicher (6) verbunden, in dem in bestimmten Zeitintervallen die Tritogramme sämtlicher von den Aktivitätsschaltern (9) angesteuerten Zellen (Zi) eingeschrieben werden.

2. Rechensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang (10) des Musterspeichers (6) auf die Eingänge der Rechnergruppen (Si) zurückgeführt ist.

3. Rechensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Musterspeicher (6) ein Häufigkeitszähler (7) verbunden ist, in dem die innerhalb bestimmter Zeitbereiche auftretenden Tritogramm-Muster gezählt und nach ihrer Häufigkeitsverteilung abgelegt werden.

4. Rechensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Häufigkeitszähler (7) mit dem Handlungsintentionsrechner (1) verbunden ist, in dem ein Vergleich zwischen dem gerade anliegenden Tritogramm-Muster und etwaigen Handlungsprogrammen erfolgt.

5. Rechensystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Musterspeicher (6) ein Monitor (8) zur Anzeige des jeweiligen in der Zählvorrichtung (4) vorliegenden Tritogramm-Musters verbunden ist.

6. Rechensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Rechnergruppen (S2, S3, S6, S10; S4, S7, S9; S5, S8, S11, S12, S13, S14) ebenfalls in Bereichen zusammengefaßt sind, deren zugeordneten Zellen (Z2, Z3, Z6, Z10; Z4, Z7, Z9; Z5, Z8, Z11, Z12, Z13, Z14) in deuteroäquivalente Bereiche zusammengefaßt sind.

7. Rechensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zelle (Zi) in der Zählvorrichtung (4) mit einem Wandler (12) verbunden ist, der das der jeweiligen Zelle (Zi) zugeordnete Tritogramm in Permutationen umwandelt.

8. Rechensystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zellen (Zi) der Zählvorrichtung (4) mit Knotenrechnern ( 1 bis 24 ) eines Befehlsrechners (2) verbunden sind, wobei jedem Knotenrechner eine aus der Umwandlung von Tritogrammen zu Permutationen gewonnene Permutation zugeordnet ist.

9. Rechensystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Untersysteme des Relationsrechners isomorph zu dem gesamten Rechnersystem augebaut sind.

10. Rechensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Relationsrechner ein Perzeptionsrechner (54) mit einem Sensorsystem (51) zugeordnet ist, dessen

Aufbau dem Relationsrechner isomorph ist.

11. Rechensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsystem (51) aus Sensoreinheiten (Sei bis Se15) aufgebaut ist, deren Anzahl derjenigen

der möglichen Tritogramme (T1 bis T15) innerhalb des Rechensystems entspricht, daß jede Sensoreinheit einem Tritogramm zugeordnet ist und mehrere Sensoren (52) entsprechend der Anzahl der Plätze des zugeordneten Tritogrammes aufweist, daß diejenigen Sensoreinheiten (Se1 bis Se15), deren zugeordnete Tritogramme deuteroäquivalent sind, jeweils zu Sensorgruppen (G1 bis

G5) zusammengefaßt sind, wobei die möglichen und zulässigen Werte der einzelnen Plätze innerhalb eines Tritogrammes als Code den Bereich für die von den Sensoren (52) bestimmte Informationsqualität dienen.

12. Rechensystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinheiten (Sei bis Se15) des Sensorsystems (51) mit Rechnergruppen (61, 62, 63, 64,

66) des Perzeptionsrechners (54) verbunden sind, die isomorph zu den Rechnergruppen (S1 bis S15) des Relationsrechners aufgebaut sind und entsprechend tritogrammatisch und deutero-äquivalent geordnet sind.

13. Rechensystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Simulation der Berührungssensorik eine Rechnergruppe (SI) ein Ein/Aus-Schaltmodul (61) bildet, eine zweite Rechnergruppe (S2, S3, S6, S10) einen

Logikrechner (62), eine dritte Rechnergruppe (S4,

S7, S9) einen Intensitäts- und Frequenzdekodierer

(63), eine vierte Rechnergruppe (S5, S8, S11, S12, S13, S14) einen Mustererkennungsrechner (64) und eine fünfte Rechnergruppe (S15) einen Mustererzeugungsrechner (66).