Адаптивный нейроподобный элемент
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Саюэ Севатсиык
Соцыалыстычесыым
Раси ублып (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 11. 03. 81 (2! ) 3259008/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—
Опубликовано 300183. Бюллетень Мо 4
Р М g> з
G 06 G 7/60
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
РЙУДК 681.333 (088. 8) Дата опубликования описания 30 .01. 83
:B.Â.Ïàâëîâ, С.ВеМельников, Ю.П.Богачук (f р.:» и А.С.1 асанов / 1. ., и ." .- . - тки Я
/,.:. „у
Ордена Ленина инатитут кибернетики аи укр еи рддр.,„, к (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) АДАПТИВНЫЙ НЕЙРОПОДОБНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
Изобретение относится к бионике и кибернетике и может быть исполь„зовано в адаптивных и самообучаю- .. щихся информационно-управлянщих системах.
Известно устройство для моделирования нейрона, содержащее три канала, каждый иэ которых содержит интегратор, выход которого подключен к первому входу блока управляемой -проводимости, выход блока управляемой проводимости третьего канала соединен с вторым входом блока управляемой проводимости второго какала, выход которого подключен к второму входу блока управляемой проводимости первого канала, выход которого соединен c""вторым входомгенератора потенциалов действия, выход которого является выходом устройства (1).
Укаэанное устройство не обеспечивает моделирования функционально важных свойств самообучения и изменения проводимости оигналов в течение времени после обучения.
Наиболее близким к предлагаемому является элемент для моделированияа нейрона, содержащий блоки умножения, выходы. которых соединены с группой . суммирующих входов сумматоров, группы вычитающих входов которого являются тормозящими входами нейроподобного элемента, возбуждающие входы которого подключены к первым входам блоков умножения, выход сумматора через формирователь импульсов соединен с выходом нейроподобного элемента. Кроме того,он
1О содержит регулируемый имсточник энергии,дополнительный регулируемый блок пространственно-временного суммирования и блок адаптации порога 2 1.
Недостатком данного элемента является невозможность реализации процесса самообучения и изменения проводимости синапсов с течением времени после обучения, а также его сложность °
Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей путем реализации процесса самообучения и динамического изменения проводимости синапсов и упрощение устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в адаптивный нейроподобный элемент, содержащий блоки умножения, выходы которых соединены с группой суммирующих входов сумматора, группа вычитающих входов которого являются
99 3292 тормозящими входами нейроподоб то элемента, возбуждающие входы которого подключены к первым входам блоков умножения, выход сумматора через формирователь импульсон соединен с выходом нейроподобного элемента, ввв- 5 даны элементы И, ренерсивныв счетчики и генератор импульсон, управляющий вход сумматора является дополнительным возбуждающим входом нейропо- добного элемента, выход генератора 10
I импульсов соединен с нычитающими входами ренерсивных счетчикон, выход каждого реверсивного счетчика подключен к второму выходу соответствующего блока умножения, первый вход каждого иэ которых соединен с первым входом соответствующего элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу соответствующего реверсивного счетчика, установочные входы реверсинных счетчиков соединены с установочным входом. нвйроподобно- го элемента, выход которого подключен к вторым входам элемента И.
На чертеже представлена структурная схема адаптивного найроподобного элемента.
Элемвнт содержит блоки 1 умножения, н которых устанавливаются синаптическив весы, хранящиеся н реверсинных счетчиках 2, элементы И 3, которые управляют суммирующими входами счетчиков 2, генератор 4 импульсон, который управляет нычитающими входами счетчиков 2, сумматор 5, формирователь 6 выходного канала, установочный вход 7 устанавливающий начальные веса н счетчиках 2, дополнительный возбуждающий вход 8 и и тормозящих входов.
Адаптивный нейроподобный элемент 4(j работает следующим образом.
На входы элемента подаются возбуждающие и тормозящиа импульсные сигналы от специальных устройств или 45 от других подобных моделей. С И возбуждающих входов сигналы поступают на элементы И 3 и блоки 1, в которых происходит умножение сигналов на определанный передаточный коэффициент.
С выходов блоков 1 сигналы поступают на сумматор 5, куда также приходят и сигналы с уп тормозящих входон и дополнительного возбуждающего входа
8. Результирующий сигнал с сумматора
5 поступает.на формирователь 6 импуль-55 сон. Если выходной сигнал сумматора
5 превосходит уровень срабатывания формирователя 6, то последний формирует выходные импульсы, которые поступают на выход элемента и на эле- 0 менты И Э. При наличии сигналон на обоих входах элемента И 3 последний подает счетныв импульсы на суммирующий вход реверсивного счетчика 2, на нычитающий вход которого иодаются 65 сигналы от генератора 4, который служит для генерирования стирающих имПульсов н течение времени работы элемента ° Реверсивный счетчик 2 имеет дна предельных*состояния . начальное состояние и состояние насыщения, при достижении которых счет н одном направлении нв производится. Кроме того, импульсы от элементов И 3 изменяют значение счетчика 2 в несколько раэ больше, чем импульсы от генератора 4, т.е. стирание идет более плавно, чем запись. Третий вход рвнврсивных счетчиков,2 служит для установки в начальное (необученнов1 положение (вход 7). С выходов ренерсивных счетчиков 2 сигналы поступают на блоки
1 и служат для определения величины переходных коэффициентов в каждый момент времени. Вход 8 служит для осуществления вынужденного обучения элемента, когда входных возбуждающих импульсов недостаточно для срабатывания Формирователя импульсов.
Таким образом, предлагаемый элемент позволяет реализовать функции самообучения, вынужденного обучения и изменения проводимости синапсов с течением времени после обучения, что дает воэможность эффективно .его использовать вго для работы в сложных вероятностных средах. Использование новых блоков и связей, а также исключение функционально малозначимых блоков в элементе приводит к существенному уменьшению его габаритных характеристик, введение реверсивных счетчиков повышает надежность работы и увеличивает диапазон обучения нейрона. формула изобретения
Адаптивный нейроподобный элемент, содеражщий блоки умножения, выходы которых соединены с группой суммирующих входов сумматора, группа вычитающих входов которого является тормозящими входами нейроподобного элемента, возбуждающие входы которого подключены к первым входам блоков умножения, выход сумматора через формирователь импульсов соединен с выходом нейроподобного элемента, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью Расширения функциональных возможностей путем реализации процесса самообучения и динамического изменения проводимости сигналон, в него введены элементы И, реверсивныв счетчики и генератор импульсов, управляющий вход сумматора является дополнительным возбуждающим входом нейроподобного элемента, выход генератора импульсов совдинен с вычитающими входами раверсинных счетчиков, выход каждого реверсивного счетчика под— 993292
Составитель А.Яицков
Редактор B.Ïeòðàø ТехредМ.Костик ЕорректорИ.Шулла ч
Эакаэ 483/67 Тираж 704 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4
5 ключен к второму входу соответствую-щего блока умножения, первый вход каждого из которых соединен с первым входом соответствующего элемента И, выход которого подключен к суммирующему входу соответствующего реверсивного счетчика, установочные входы реверсивных счетчиков соединены с установочным входом нейроподобного элемента, выход которого подключен к вторым входам элемента И.
Источники инФормации,. принятые во внимание при ансаертиэе
l. Авторское свидетельство СССР
9 696497, кл. 006 G 7/60 1977 °
2. Авторское.свндетелвство <<СР
В 647699, кл. 6066 7/60, l976 (прототип) .
