Аппаратная реализация искусственного нейрона

Настоящее изобретение относится к компьютерным системам, основанным на биологических моделях.
Из предшествующего уровня техники известна электрическая схема нейрона, включающая операционный усилитель и симулирующая переходную характеристику биологического нейрона US 3476954, G06g 7/12, H03k 19/08, 19/12 4.11.1969.
Наиболее близкой к заявленному техническому решению является схема нейрона US 20020167332 A1, H03k 19/23, 14.11.2002.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в создании компактной реализации искусственного нейрона. Данная задача достигается за счет того, что она содержит один или более "синапс" и одно "тело нейрона", "синапс" содержит входной коэффициент преобразования напряжения, выполненный на резистивном делителе нелинейный элемент преобразования напряжения в ток, выполненный на одном транзисторе при положительном коэффициенте преобразования или трех транзисторах при отрицательном коэффициенте преобразования, "тело нейрона" содержит элемент преобразования тока в напряжение, выполненный на токовом зеркале и параллельно включенных резисторе и транзисторе.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является меньший размер схемы за счет меньшего числа транзисторов.
Фиг. 1 содержит функциональную схему аппаратной реализации искусственного нейрона.
Фиг. 2 содержит принципиальную схему аппаратной реализации искусственного нейрона.
Аппаратная реализация искусственного нейрона включает "синапс" 1, 2 и "тело нейрона" 3. "Синапс" содержит входной преобразователь напряжения и преобразователь напряжения в ток. "Синапс" может быть как с отрицательным 1 так и положительным 2 коэффициентом преобразования. Входные резисторы 4 и 5 соединены с входом схемы с одной стороны и резисторами 6 и 7 образующими преобразователь напряжения с другой стороны. В случае отрицательного коэффициента преобразования, транзистор 8 и токовое зеркало 9, 10 образуют преобразователь напряжения в ток. В случае положительного коэффициента преобразования, транзистор 11 образует преобразователь напряжения в ток. Линия 12 соединяет все преобразователи напряжения в ток и суммирует токи, передавая их на преобразователь тока в напряжения, образованный токовым зеркалом 13, 14 и параллельно включенными резистором 15 и транзистором 16. В случае, когда две схемы включаются последовательно, резистор 15 первой схемы может служить резистором, формирующим входной коэффициент преобразования следующего нейрона. Схема может состоять минимум из одного «синапса» с положительным входным коэффициентом преобразования напряжения 2 и любого количества «синапсов» с отрицательным входным коэффициентом преобразования 1, в том числе схема может иметь несколько синапсов разных типов. Тело нейрона 3 при этом всегда одно. Полученное напряжение снимается выхода 17 схемы. Аппаратная реализация искусственного нейрона работает следующим образом: входные напряжения поступают на входы схемы, преобразователь напряжения преобразует их на требуемый коэффициент, преобразованное напряжение поступает на вход преобразователя напряжения в ток, после чего полученный ток суммируется с токами из других преобразователей напряжения в ток и поступает на вход преобразователя тока в напряжение, где преобразуется в выходное напряжение. Аксоны и тело нейрона имеют нелинейный коэффициент преобразования.