Модель нейрона

 

7 Я ър., 0 П И-" :----А и- И, К

ИЗОБРЕТЕЙИЯ

Союз Советских

Социалистических

Респубпик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.0 76(21) 2383595/18-24 с присоединением заявки И (23} Приоритет(43) Опубликовано;050878, Бюллетень,% 29 (45) Дата опубликования описания 280678 (51) М. Кл. 06 g 7/60

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (5З) УДК 681.-,33 (088„8) (72) Авторы изобретения

Н.А.Морозов,.М.И.Елинсон, О.Н.Ермакова и A.È.Ðóêoâèøíèêoâ

Ордена Трудового Красного Энамени институт радиотехники и электроники AH СССР

{71) Заявитель

МОДЕЛЬ НЕИРОНя (54) Изобретение относится к областимоделирования свойств биологических нейронов и может найти применение в автоматике и вычислительной технике.

Известна модель нейрона, содержа- а щая генераторы возбуждающих и тормо-, зящих сигналов, пространственно-временные сумматоры на резисторах и конденсаторах в цепях возбуждения и торможения, пороговые элементы и фор- 1О мирователи выходных сигналов jl) .

В импульсной схеме нейрона обычно используют интеграторы на основе реактивных элементов, что затрудняет изготовление этих схем по интеграль- l5 ной технологии.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является модель нейрона, содержащая источники g0 взвешенных электрических сигналов (21

Недостатком этой модели является нестабильность его работы и ограниченный динамический диапазон весов электрических сигналов, поскольку 25 модель критична к разбросу параметров и флуктуациям напряжения питания, что снижает точность модели.

11елью изобретения является повышение точности модели. рта цель, достигается тем, что предложенная модель нейрона содержит источник света, .оптический дефлектор и фотоприемник, смещенный относительно оптической оси модели.

Источник света оптически связан с оптическим дефлектором, входы которого подключены к источникам взвешенных электрических сигналов °

На фиг.l представлена структурная схема модели нейрона; на фиг.2 конструкция нейрона на основе электрооптического дефлектора в двух проекциях.

Модель нейрона содержит источник

1 света, оптический дефлектор 2 с электродами 3 дискретного отклонения, источники 4 взвешенных электрических сигналов Ф VS ... Ю и фотоприемник

5, смещенный относительно оптической оси на угол 6- . Фотоприемнин имеет непрерывную, светочувствительную поверхность, перекрывающую все возмо;иные положения оптического луча с углом отклонения, равным пороговому угл1 е или превышающим его.

Устройство работает следующим образом.

Оптический луч от источника 1 поступает на дефлектор 2 и при прохож618755

Формула изобретения денни его последовательно отклоняется на тех электродах 3, на которые поданы нормированные электрические сигналы ЧЧ4 %21 " .,3Vn . На выходе из дефлектора луч отклоняется на угол 6 ° Ц ж„А „, где двоичная переменная с ..е 1, если сигнал по- 5 дан на 4 — и вход, и сС;=.О, если на f-й вход не подан управляющий сигнал . Bec каждого j -го входа (4«1,2,... и, ) равен углу отклонения луча на соответствующем электро- 10 де дефлектора. Если луч отклоняется на пороговый угол О или больше, то он попадает на интегральный фотоприемник 5, с которого снимается сигнал выхода сомы нейрона F * з (g и (G -e3.

Нормированный сигнал F«1 при б >0 и

F «О при 6<& рефлектор 2 может быть электрооптическим (см.фиг.2) или магнитооптическим.

Электрооптический дефлектор 2 представляет собой пленку или тонкую пластинку из электрооптического материала, например моиокристалла3al Ä5I „„И Ь О (Х* 0, 25) на одной . сторойе которой нанесен сплошной электрод 6, а на противоположной стороне - пилообразные .электроды 3 дискретного отклонения. Эти электроды могут. иметь одинаковые или разные периоды 3l зубцов и углы накло- 30 на их профиля..Входной оптический торец дефлектора выполнен плоским, а выходной — сферическим (или цилиндрическим). Коллимированный лазерный луч.от источника 1 проходит s электро-)5 оптическом материале дефлектора 2 между пилообразными электродами 3 и общим электродом 6. Если приложено управляющее напряжение. между электродом б и одним из электродов 3, то 40 в электрооптическом материале индуци-. ф руется фазовая,дифракционная решетка типа блестящей с периодом, равным периоду А зубцов соответствующего, электрода 3. Луч полностью отклоняется на угол Vl„«Л I Ë„ где Л -длина волны света, Л „- период дифракционной решетки), если набег разности фаз в пределах одного периода равен

Л . В итоге луч отклоняется на угол б"« ф „ ; и фокусируется выходным сферическим (илн цилиндрическим)..торцом дефлектора на фотоприемник 5, если 6 ф 9 . Весовые коэффициенты Щ /4 1,2,3,4) в дефлекторе,показанном на фиг.2, равны соответственно +б,+3, +4, -б.

В.пленочном исполнении нейрон удовлетворяет требованиям интегральной технояогии,в частностй интегральной оптики.

Благодаря введенным блокам и их конструктивному выполнению, точность модели повышена.

Модель нейрона, содержащая источники взвешенных электрических сигналов, отличающаяся тем,что," с целью повышения точности,она содержит источник света, оптический дефлектор и фотоприемник,смещенный относи-: тельно оптической оси модели, источник света, оптически связан с оптическим дефлектором,входы которого подключены к источникам взвешенных электри» ческих сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1..Авторское свидетельство СССР

9 453710, G 06 G 7/60 1972.

2. Мкртчан С.О. Нейрон и нейронные сети.N., кл. Энергия, 1971,с.213.

>< г юг. 2

Составитель И.Дубинина

Техред А.Алатырев Корректор М.демчик

Редактор Л.утехина

Заказ 4262/41 Тираж 826 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4