SU1645975A1

SU1645975A1 - Логический нейроподобный элемент

Info

Publication number: SU1645975A1
Application number: SU894684019A
Authority: SU
Inventors: Барый Галеевич Ильясов; Александр Викторович Савельев; Андрей Александрович Колесников
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1989-04-24
Filing date: 1989-04-24
Publication date: 1991-04-30

Abstract

Изобретение относитс к области аналоговой вычислительной техники и нейробионики и может быть использовано дл исследовани функционировани нейронов спинальных ганглиев, а также как функциональный элемент в системах искусственного интеллекта. Цель изобретени - повышение достоверности моделировани путем воспроизведени логических свойств нейронов спинальных ганглиев. Поставленна цель реализуетс за счет введени в состав известного устройства второго 7 и третьего 8 сумматоров, компаратора 11, ключа 12, врем эадающего элемента 13 о Предложенный логический нейропо- добный элемент избирательно реагирует на соотношение степени активизации сигналов, св занных с ниэкопороговы- ми и высокопороговыми рецепторами, что характерно дл конвергентных нейронов спинальных ганглиев, отвеча на раздражени спайками обычной и увеличенной длительности. 1 ил. (Л

Description

Изобретение относитс к аналоговой вычислительной технике и нейробионике и может быть использовано дл исследовани функционировани нейронов спинальных ганглиев, также как функциональный элемент в системах искусственного интеллекта

Цель изобретени - повышение достоверности моделировани путем воспроизведени логических свойств нейронов спинальных ганглиев.

Устройство работает следующим образом ,,

На входы, св занные с блоками 1 и 2 моделировани низкопороговых и высокопороговых рецепторов, которые (как те, так и другие) могут быть как возбуждающими, так и тормоз щими, поступают входные импульсные последовательности в зависимости от пор дка активации соответствующих рецепторов. Последовательности входных импульсов проход т через Формирователи 3, в которых формируетс стандартна форма импульсов, и поступают на преобразователи 4 частоты в напр жение, из которых, преобразовавшись в напр жение , поступают на блоки 5 задани весовых коэффициентов, осуществл ющие масштабирование по амплитуде в соответствии с весом каждого синап- тического контакта и по знаку в соответствии с типом синапса (возбуждающий или тормоз щий)„ С выходов блоков 5 сигналы поступают на входы первого сумматора 6, осуществл ющего алгебраическое суммирование сигналов по всем синапсам аналогично известным устройствам, а на входы второго сумматора 7 только те сигналы, которые соответствуют сигналам низкопороговых рецепторов, и на входы сумматора 8 те сигналы, с выходов блолам высокопороговых рецепторов. Сумматоры 7 и 8 осуществл ют алгебраическое суммирование поступающих на них сигналов в соответствии с их знаками . Суммарный сигнал от всех синап- тических входов и с выхода сумматора 6 поступает на вход Функционального преобразовател 9 с трапецеидальной амплитудой характеристикой вход- выход. В случае превышени его порога на выходе последнего по вл етс напр жение в соответствии с характеристикой преобразовател 9, что приводит к генерации импульсной после15

20

16459754

довательности преобразователем 10 напр жени в частоту. Одновременно с этим на первый и второй входы ком- , паратора 11 поступают сигналы с выходов сумматоров 7 и 8„ Если сигнал с выхода сумматора 7 ниэкопорого- вых рецепторов больше сигнала с выхода сумматора 8 высокопороговых рецепJQ торов, что соответствует либо большему числу активированных блоков 1, чем блоков 2, либо большой интенсивности входных сигналов, поступающих с низкопороговых рецепторов, то на выходе компаратора 11 присутствует сигнал О, в результате чего ключ 12 разомкнут и преобразователь 10 напр жени в частоту, если суммарное напр жение с выхода сумматора 6 выше поро гового, генерирует импульсы обычной длительности аналогично устройству-прототипу „

Если суммарный сигнал с выхода сумматора 8 низкопороговых рецепторов

25 превышает величину сигнала с выхода сумматора 7 высокопороговых рецепторов , что соответствует либо большему числу активированных рецепторов, поскольку имеетс либо больше активированных возбуждающих блоков 2, чем возбуждающих блоков 1, либо больше интенсивность выходных сигналов , поступающих с высокопорогоных рецепторов, то на выходе компаратора 11 по вл етс сигнал 1, переклю- чающий ключ 12 в замкнутое состо ние , в результате чего к второму входу преобразовател 10 напр жени в частоту подключаетс врем задающа цепь 13, включаема параллельно с имеющейс внутренней врем задающей цепью преобразовател 10, определ ющей длительность генерируемого импульса„ В св зи с этим длительность генерируемого преобразовател 10 импульса измен етс , т„е„ увеличиваетс и если напр жение с выхода сумматора 6 по- прежнему превышает порог преобразовател 10 напр жени в частоту, то на выходе 14 устройства наблюдаетс последовательность импульсов частотой по-прежнему пропорциональной напр жению с выхода сумматора 6, но длительностью каждого импульса больше длительности при преобладающей акти55 ьации блоков 1, св занных с ниэкопо- роговыми рецепторами.

30

40

45

50

Таким образом, предложенный логический нейроподобиый -элемент избиТаким образом, предложенный логический нейроподобиый -элемент избирательно реагирует на соотношение степени активации синапсов, св занных с низкопороговыми и высокопороговыми рецепторами, что характерно, в частности, дл конвергентных нейронов спинальных ганглиев, отвеча при этом спайками обычной и увеличенной длительности . При этом осуществл етс кодирование рисунка возбужденных синапсов

Предложенное устройство реализует нетривиальную логику переключени длительности спайка, так как порогом переключени компаратора 11 дл сигнала с выхода сумматора 7 вл етс выходной сигнал с выхода сумматора 8 и обратно, порог переключени динамически измен етс во времени , как и входной сигнал.

Claims

Формула изобретени Логический нейроподобный элемент, содержащий блоки моделировани высокопороговых и низкопороговых рецепторов , состо щих из формирователей входных сигналов, входы которых вл ютс входами устройства, последовательно соединенных с формировател ми преобразовател частоты в напр жение , и блоков задани весовых коэФ- фициентов, выходы которых вл ютс выходами блоков моделировани высоко

59756

пороговых и тчкопорчгозых рецепторов и соединены с входом сумматора, фучк- ционал -ный преобразователь с трапецеидальной характеристикой, вход которого соединен с выходом сумматора, преобразователь напр жени в частоту , вход которого соединен с выходом функционального преобразовател , а выход вл етс выходом устройства,

10

отличающийс тем, что,

с целью повышени достоверности моделировани путем воспроизведени логических свойств нейронов спинальных ганглиев, в него введены компаратор , ключ, врем задающий элемент, второй и третий многовходоьые сумматоры , число входов которых в сумме равно числу синоптических входом

устройства, причем входы второго сумматора соединены с выходами блоков моделировани низкопороговых рецепторов , входы третьего сумматора соединены с выходами блоков модел гровани нысокопороговых рецепторов, выходы второго и третьего сумматоров соединены с входами компаратора, выход которого соединен с упрапл ющим входом ключа, второй вход которого

соединен с выходом врем задающего элемента, а выход - с вторыми входами преобразовател напр жени в частоту .

Редактор Л. Пчолннска

Составитель А. Сапко Техред Л.Олийнык

Заказ 1351

Тираж 394

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб., д. 4/5

Корректор Н.Ревска

Подписное