SU512478A1 - Устройство дл моделировани нейрона - Google Patents

Description

ровани  нейрона и в зависимости от активного состо ни  этих блоков входные сигналы, инвертированные (тормозной синапс) или неинвертированные (возбуждающий синапс), последовательно через буферный каскад 4 и управл емый резисторный элемент 5 поступают на аддитивный сумматор 7.

Просуммированные по амплитуде и зпаку в блоке 7 входные сигналы далее поступают на блок сравнени  8, где они сравниваютс  с пороговым уровнем, и разностное напр жение поступает на преобразователь напр жени  в частоту 9, выходные импульсы которого формируютс  в импульсы нормированной длительности в формирователе выходных импульсов 13 и  вл ютс  выходом данного устройства .

Процессы внутренней пассивной адаптации по выходпой реакции па входпой спгиал производит первый интегратор 10, охватывающий отрицательной обратной св зью преобразователь напр жени  в частоту 9; второй контур обратной св зи на интеграторе 11,  вл ющемс  пам тью внутреннего состо ни  элемента, охватывает блок 9, интегратор 10 и через интегратор 11 второй контур обратной св зи замыкаетс  на блок сравнени  8. Здесь необходимо соблюдение услови , что где тц - посто нна  времени второго контура обратной св зи (положительна  обратна  св зь), TI - посто нна  времени первого контура обратной св зи (отрицательиа  обратна  св зь).

Таким образом, в случае неизменности но времени интенсивности входного возбуждающего сигнала, интенсивность выходной реакции элемента медленно понижаетс  в зависимости от первого контура обратной св зи, а увеличение возбудимости нейроноподобного элемента после предшествовавшего пе 511ода активности или от частоты ее употреблени  в единицу времени моделирует второй контур обратной св зи с посто нной временн.

Механизм активного обучени  формируетс  блоком 15 управлени  резисторным элементом и формирователем порога 4, которые, дифференциру  самые активные синаптические элементы, согласовывают его с возбудимостью данного устройства. Вес св зи синапса (значение весового сопротивлени ) формируетс  на управл ющем резисторном элементе 5 из суммы управл ющих сигналов, пост -пающих из блока 15 управлени  резисторным элементом, и значени  интенсивности входного сигнала, выделенного на паконителе 6. Значение потенциала на выходе второго контура положительной обратной св зи (значение внутреннего состо ни  данного нейроноподобного элемента) с интегратора 11 усиливаетс  и инвертируетс  блоком 15 управлени  резисторным элементом, осуществл ющим общее интегральное регулирование всеми управл емыми резисторными элементами 5, а индивидуальное управление весом св зи конкретного синапса дополнительно производитс 

накопительным элементом 6 в виде накоплени  зар да энергии входных импульсов.

Таким образом, при поступлении па входы блоков .моделировани  синапса (при ощутимом большинстве возбуждающих или тормозны .х синапсов) импульсов большой интенсивности данное устройство генерирует импульсы соответственно большой интенсивности,

которые при посто нстве с} ммарной входной интенсивности уменьшают выходную частоту со скоростью, завис щей от посто нной времени интегратора 10. При частой активации данного устройства интегратор 11 снижает порог возбуждени , т. е. при большой частоте задействовани  в сети устройства дл  моделировани  нейрона увеличиваетс  его возбудимость или готовность к последующей активации . И если интенсивность входных импульсов на всех синапсах увеличиваетс , то значение внутреннего состо ни  устройства с выхода интегратора 11, инвертиру сь в блоке 15 управлени  резисторпым элементом, производит уменьшение весов св зи всех синапсов

интегрально. , при больших интепсивност х входных импульсов на всех блоках 1 умепьшаетс  проходимость сигнала интегрально по всем блокам и выдел ютс  блоки с наибольшими интенсивност ми входных импульсов с помощью накопителей 6.

Формирователь порога 14, суммиру  потенциалы управлени  синапсов (возбуждающий или тормозной) на в.ходе устройства или знака весовых коэффициентов синапсов предыдущих нейронов, формирует значение порога по входу, которое поступает на блок сравнени  8 и складыва сь по абсолютпой величине со значением потенциала впутренпего состо ни  нейрона с выхода интегратора 11 формирует

пороговый (нулевой) уровень управл емого генератора. Такое фор мирование порогового уровн  позвол ет в сети из пейроноподобных элементов ноддерживать число возбужденных элементов в допустимых пределах.

Блок управлени  синапсом 12 формирует с разностных сигналов уровн  порога и потенп ,иала па аддитивном сумматора 7, поступающих с блока сравнени  8. потенциал }-правлепи  активным состо нием (возбужденного или

заторможенного) синапса данного нсйропоподобного элемента, разветвл ющегос  па другие подобные устройства ;;ейроппой сети.

С целью поддержани  в динамическом диапазоне энергетических характеристик устройства , чтобы не было перенасыщени  возбуждени  или торможени  по выходной реакции элемента, питание блоков 8, 9, 10, 11 и формировател  выходных импульсов 13 осуществл етс  от емкостного источника питани 

16, которое во врем  «молчапи  устройства аккумулируетс  от внешнего источника питани  17, а во врем  генерировани  импульса разр жаетс , и в режиме достижеии  максимальной частоты он может обесточиватьс  или

истощатьс .