Устройство для моделирования условнорефлекторных связей замыкательного типа

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ УСЛОВНОРЕФЛ1-:КТОРНЫХ СВЯЗЕЙ ЗАМЫКАТЕЛЬНОГО ТИПА, по авт.св. № 972529, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения процесса продуктивного и репродуктивного мьппления, в него введены первый и второй коммутаторы, восьмой, девятый , десятый сумматоры, четвертый и пятый инверторы знака сигнала, первый и второй компараторы и-блок регистрации , выход которого является дополнительным выходом устройства, выходы двенадцатого и тринадцатого блоков умножения подключены к соответствующим входам восьмого сумматора , 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 вьтходом первого компаратора , выходы шестого и седьмого сумматоров подключены соответственно к входам первого и второго коммутаторов , первые выходы которых соединены с соответствующими входами девятого сумматора, выход которого подключен к четвертому входу блока регистрации и к первому входу второго компара§ тора, выход которого соединен с пятым входом блока регистрации, шестой (Л вход которого подключен к выходу дес сятого 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 сум матора, третий вход которого подклю и СП чен к выходу одиннадцатого блока умножения . 4 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(SD С 06 С 7/60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изоБРетений и ОтнРцтий (61) 9 72529 (21) 3569451/18-24 (22) 17.04.83 (46) 23.07.84. Вюл. № 27 (72) H.Ä. Скороспешкина (53) 681.333(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 972529, кл. G 06 G 7/60, 1982 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

УСЛОВНОРЕФЛЕКТОРНЫХ СВЯЗЕЙ ЗАМЫКАТЕЛЬНОГО ТИПА,по авт.св. ¹ 972529, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения процесса продуктивного н репродуктивного мышления, в него введены первый и второй коммутаторы, восьмой, девятый, десятый сумматоры, четвертый и пятый инверторы знака сигнала, первый и второй компарачоры и-блок регистрации, выход которого является дополнительным выходом устройства, выходы двенадцатого и тринадцатого блоков умножения подключены к соответствующим входам восьмого суммато„,Я0„„1104548 A 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, шесто=о 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), второсигнального (<) 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 ), первосигнальной (Ъ ) и внутренней (с ) информационной составляющей. При этом внутренняя информационная составляющая (c ) представляет оценочный кри2 терий принятого решения..

Режим продуктивного мышления в ситуации самообучения отражается в информации принятого решения через отрицательный оценочный критерий (- c ), при этом (С„ ), поступающий в накопитель информации долговременной памяти, больше уровня внутреннего сигнала (с), поступившего на вход блока внутренней памяти.

Режим 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 (Ь), поступившего на вход первосигнального запоминающего блока (1).

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности структурировать информацию принятия реше1 1104548

Изобретение относится к облас и моделирования нейронных сетей и может быть использовано в кибернетике, самоорганизующихся стабильных системах управляющего воздействия, информа5 ционных системах, вычислительной технике и робототехнике.

По основному авт.св. Р 972529 известно устройство для моделирования условнорефлекторных связей замыкательного типа.

Устройство состоит из первосигнального запоминающего блока, блока внутренней памяти, второсигнального запоминающего блока, блоков умножения, сумматоров, функционального преобразователя, накопителя, инверторов, дополнительного сумматора, выход кототорого является выходом устройства, выход первосигнального запоминающего блока подключен к первому и второму выходам первого блока умножения, к первому входу второго блока умножения и к первому входу третьего блока умножения, второй вход которого соединен с выходом второсигнального запоминающего блока и с первым входом четвертого блока умножения, второй вход которого подключен к выходу блока внутренней памяти, к первому

30 и второму входам пятого блока умножения и к второму входу второго бло- . ка умножения, выход первого блока умножения соединен с первыми входами шестого и седьмого блоков умножения, второй вход шестого блока умножения подключен к выходу блока внутренней памяти и к первому входу восьмого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом первосигнального запоминающего блока и с первым входом девятого блока умножения, второй вход которого подключен к выходу пятого блока умножения и к первому входу десятого блока умножения, второй вход которого соединен с выходом второсигнального запоминающего блока, с вторым входом седьмого блока умножения с третьим входом восьмого блока умножения, выходы второго, третьего и четвертого блоков умножения подклю"5О чены к входам первого сумматора, выход которого через функциональный преобразователь соединен с первыми входами одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого блоков умножения, выходы 55 которых подключены к соответствующим входам накопителя, выходы шестого и де. вятого блоков умножения соединены с

1104548 ния накопителем долговременной памяти в процессе переработки.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет воспроизведения процесса продуктивногд и репродуктивного мышления.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введены первый и второи коммутаторы, восьмой, девятый, 10 десятый сумматоры, четвертый и пятый инверторы знака сигнала, первый и второй компараторы и блок регистрации, выход которого является дополнительным выходом устройства, выходы двенадцатого и тринадцатого блоков умножения подключены к соответствующим входам восьмого сумматора, 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 входом первого компаратора, выходы шестого и седьмого сумматоров подключены соответственно к входам первого и второго коммутаторов, первые выходы которых соединены с соответствующими входами девятого сумматора, выход ко- 30 торого подключен к четвертому входу блока регистрации и к первому входу второго компаратора, выход которого соединен с пятым входом блока регистрации, шестой вход которого подключен З5 к выходу десятого сумматора и к второму входу второго компаратора, вторые выходы первого и второго коммутаторов через соответственно. четвертый и пятый инверторы знака сигнала соединены40 с первым и вторым входами десятого сумматора, третий вход которого подключен к выходу одиннадцатого блока умножения, 45

На фиг.1 изображена схема устройства для моделирования условно-рефлекторных связей замыкательного типа; на фиг..2 — функциональная схема, отражающая физиологическую сущность уст50 ройства.

Устройство состоит (фиг.1) из 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 3031, 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 (u2), условного (Ь2), безусловного (с ) возбуждения, блокировочного (а,) условного (Ь1), безусловного (с„) торможения.

Коммутаторы 30 и 31 выполняют соответственно оценку знака с и задержку сигнала в случае, если он отрицательный, переключение положительного сигнала на первый выход блока, переключенис 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 с2 и Ь на первые выходы коммутаторов 30 и 31 моделируют условия включения с в структуру Ь2 (остаточного безусловного в структуру условного возбуждения) и тем самым усиление сигнала в акте репродуктивного мышления. Пе реключением с на второй выход ком2 мутатора 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 C2на первый выход коммутатора 30 моделируют задержку b и тем самым внутрен2 ние условия — причину превращения акта репродуктивного мышления в продуктинное в ситуации обучения по первосигнальному каналу связи.

Структурирование информации в акте репродуктивного мышления производят блоками 32-39 следующим образом: на два входа сумматора 32 поступают сигналы с„ и, на входы сумматора 33

1 поступают сигналы с2 и Ъ2 с первых выходов 30 и 31, а на вход сумматора

34 поступает сигнал а1, на дна остальных входа сигналы не поступают.

1104548!

Результат Н3 сумматора 32 передается в блок 39 и на вход компаратора 37, результат сумматора 33 передается в блок 39 и на вход компаратора 38, Сигнал п2 передают на вход блока 39 и на компараторы 3?, сигнал c(„ 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 мьцыления внутренняя организация целой информационной "единицы" сох раняется в блоке 39 как 15 с 2 R (Ъ„+ с„1 и где R и R" — отношения вида: больше, меньше, равно.

Физиологическая 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 ),на .входы которого поступает сигнал b ви-35 деоинформации, отражающей условия внешней среды, сигнал a — - 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 (О, Ь, ..,с, Ь, с ), которые генери

1Э 13 чФ 2% ,руются динамической временной связью 4 конструктивного типа, т.е. основным устройством. В результате отбора информационных признаков выделяются: группа сигналов (g„, Ь„, с„), передающих пассивные информационные при- о знаки; группа сигналов (с, Ь, с ), пере2 2 2 дающих активные информационйые признаки.

В результате структурирования сиг-5 чалов достигается организация информационного спектра, как целой информационной единицы, которая в акте репродуктивного мышления сохраняется единством отношения сигналов

q R (Ь + с )

2 1 1 / (1) R(Ь+С1

2 2! где ot — передает активные информационные признаки второсигнальной установки;

Ъ +с — пассивные первосигнальные и

1 внутренние информационные признаки; — пассивные признаки второсигнальной установки;

Ь с — активные признаки первосиг2 2 нальной и внутренней информации.

Отношения p, R кодируют внутренние условия взаимодействия двух противоположно развивающихся тенденций возбуждения-торможения при отборе и переработке информации принятия решения. Логика развития тенденций (R R) приводит к модификации (усилению) информативности признаков через суммацию (Ъ„+ c„) и (Ъ +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 3239 следующим образом.

На один из входов сумматора 33 через первый вход коммутатора 31 передают сигнал Ъ2, на второй вход информация не поступает. На один из входов сумматора 34 передают сигнал

u, на второй с инвертора 35 — сигнал с< с инвертированным знаком, на третий вход сумматора 34 информация не поступает. Результат от суммированйя сумматором 34 передается в блок 39 и один из входов компарагора

38. Сигнал Ъ2 без модификации сумматором 33 передается на второй вход компаратора 38 и в блок 39. Результат сравнения .уровней информативности сигналов (a + с ) и Ъ 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)104548 ния в ситуации самообучения в блоке

39 формируется а2 и (b i С1) (a +c ) R" b (2)

Иеханизм суммирования a„ (сигнала блокировочного торможения) при задержке с сигнала остаточного безусловного возбуждения порождает комбинированный сигнал (a„ + с ) нового качества. Структурой сигнала отражает-0 ся механизм активации пассивных признаков второсигнальной установки cN„ активными признаками внутренней информации с, чем определяется самовоэрастание информации в ситуации само- 15 обучения,. превращающее акт репродуктивного мышления 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 „ и с инвертора 36 сигнал Ь с инвертированным знаком, на

2 третий вход сумматора 34 информация зр не поступает. Результат от суммирования сигнала 34 передается в блок 39 и один иэ входов 38. Сигнал с2 беэ модификации сумматором 33 передается на второй вход компаратора 38 и в блок39, 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 первосиг45 . нальному каналу связи в блоке 39 сформируется, (3) (1 "z R г

Иеханиэм суммирования. м„ (сигнала блокировочного торможения) при задержке Ъ2 (сигнала остаточного условного возбуждения) порождает комбинированный сигнал (ц„+ Ь ) нового качества, отражая механизм активации второсигнальной установки ц, актив. ными признаками первосигнальной информации Ь, чем и определяется самовозрастание информации в ситуации обучения по первосигнальному каналу связи, превращакщее акт репродуктивного мьппления в продуктивное.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с известными обеспечивает: расширение функциональных возможностей устройства, осуществляющее отбор и переработку информации принятия решения динамической временной связью конструктивного типа за счет структурирования всей информации, проходящей переработку накопителем памяти, обеспечивающего сохранение

"внутреннего образа" внешнего мира как целой информационной единицы в акте репродуктивного мышления, продуктивного мышления, в ситуации самообучения, в ситуации обучения по первосигнальному каналу связи, упрощение структуры моделируемых процессов за счет саморегулирования разрешающей возможности внутреннего канала динамической временной связи конструктивного типа при отборе и переработке информации принятия решения в режимах: репродуктивного мышления, продуктивного мышления в ситуации самообучения, обучения по первосигнальному каналу связи, но второсигнальному каналу связи.

Устройство может быть эффективно использовано: в робототехнике, в синтезе структуры и архитектуры микропроцессорного комплекса управления роботами, обеспечивающего автономию, универсальность и простоту решения собственных внутренних 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, а также при разработке памяти; в самоорганизующихся и самообучающихся системах управляющего воздействия, технических и социальных, основанных на таких формах проявления присущих им функций, которые обладают активностью, спонтанностью и л

"продуктивностью", "отбором" и т.д., например, в задачах проектирования и разработки интегрирующего информа9

1 ционного центра общегосударственной автоматизированной системы сбора„ обработки и передачи информации в целях учета, планирования и управления (ОГАС) в системах отбора и переработки информации при решении задач борьбы

104548

10 с шумами, когда при передаче информации органиэация внутреннего канала обеспечивает варьирование его проУ пускной способности таким образом„ что снимаются шумы н передаются полезные сигналы.

11045@8

1104548

Тираж б99 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5264/37

Филиал ППП "Патент"„ r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И. Дубинина

Редактор В. Иванова Техред Ж,Кастелевич Корректор В. Синицкая