Гармонічний бінарний нейроподібний елемент

Корисна модель відноситься до обчислювальної техніки та кібернетики і може бути використана для синтезу нейронних мереж. Відомі пристрої нейроподібних елементів [1, 2] побудовано за блок-схемою [2, 3], яка містить канали для надходження вхідних сигналів x1,x2,...xn (вхідного вектора X) через синапси з вагами зв'язків w1,w2,...wn на входи суматора, який реалізує алгебраїчну суму зважених вагами зв'язків вхідних сигналів та визначає рівень збудження s нейроподібного елемента [3]: n s= å w ·x, i i (1) (1) i=1 [3]: а вихідний сигнал пристрою визначається шляхом пропускання рівня збудження s через нелінійну функцію f y=f(s-h), (2) де h-постійне зміщення (аналог порога нейроелемента). Пристрої [1, 2] функціонують на основі простих нелінійних функцій [3]: бінарної: ì0, при s < h (3) ( 3) y=í , î1 при s ³ h або сигмоїдної: y=1/(1-exp(-(-s-h)). (4) Наслідком застосування пристроїв побудованих за даною блок-схемою при синтезі нейронних мереж є ускладнення структури та зменшення показників надійності нейросистем для вирішення складних задач розпізнавання образів. В основу корисної моделі "Пристрій гармонічного бінарного нейроподібного елемента" поставлена задача реалізації операцій гармонічного синтезу бінарних функцій. Поставлена задача досягається тим, що синапсами пристрою гармонічного бінарного нейроподібного елемента є генератори синусоїдних сигналів, вхідний вектор нейроелемента задається сигналом збудження х(хє{0,1}), вхідною амплітудно-часовою функцією f та синаптичними вагами w1,w2,...wn, кожна з яких визначається трьома параметрами: максимальною амплітудою синусоїдного сигналу A , частотою - ni і фазою - ji , а з виходу i знімаються миттєві значення нелінійної бінарної функції миттєвих значень амплітудно-часової функції , яка є сумою вхідної та синаптичних синусоїдних функцій помноженої на значення сигналу збудження: ì ææ n öö ÷ ïS = x ç ç Ai sin(2ipni t + ji ) ÷ ÷ + f çç ÷÷ ï ç i =1 ï øø (5) èè (5) í ï ì0, при S < h ïy = í ï î1, при S ³ h, î де t - значення часу. Суть корисної моделі: пристрій гармонічного бінарного нейроподібного елемента, який містить суматор, входи якого з'єднані з лінією вхідної амплітудно-часової функції, лінією сигналу збудження та синаптичними каналами синусоїдних функцій технічно реалізованих у вигляді генераторів синусоїдних сигналів, входи кожного з яких задаються трьохпараметровим вектором ваги: максимальною амплітудою, частотою і фазою синусоїдного сигналу, а з виходу суматора знімаються миттєві значення вихідної амплітудно-часової функції, яка є сумою вхідної та синаптичних синусоїдних функцій помноженої на значення сигналу збудження, і подаються на вхід порогового елемента, з виходу якого знімаються вихідні бінарні значення нейроподібного елемента. Технічний результат: сукупність істотних ознак пристрою нейроподібного елемента дозволяє моделювати нейронні мережі на основі математичного апарату гармонічного аналізу та синтезу, що дасть можливість спрощувати їх структури і підвищувати надійність. На кресленні представлено: фіг. - блок-схема пристрою. Пристрій складається з генераторів синусоїдних сигналів поз. 1, суматора поз. 2 та порогового елемента поз. 3. Пристрій працює наступним чином, фіг. Генератори синусоїдних сигналів являються синаптичними каналами синусоїдних функцій, входи кожного з яких задаються трьохпараметровим вектором ваги: максимальною амплітудою синусоїдного сигналу А і, частотою - ni і фазою - ji , тобто w i ( A i , ni , ji ), вихід та лінії вхідної амплітудно-часової функції f і сигналу збудження х å з'єднані з входами суматора, з виходу якого знімаються миттєві значення вихідної амплітудно-часової функції s, яка є сумою вхідної та синаптичних синусоїдних функцій помноженої на значення сигналу збудження, і подаються на вхід порогового елемента, з виходу якого знімаються вихідні бінарні значення нейроподібного елемента. Використані джерела: 1. Мишин В.И., Ивановский А.В. Нейросинтезатор функций работоспособности систем ІІ Вибрации в технике и технологиях. - 2001. - №2 (18). - С.41-42. 2. Мкртчян С.О. Нейроны и нейронные сети. - М.: «Энергия», 1971. - С.207-226. 3. Нейрокомпьютеры и интеллектуальные роботы / Амосов Н.М., Байдык Т.Н., Гольцев А.Д. и др.; Под ред. Н.М. Амосова. - К.: Наукова думка, 1991. - С.45-47.