Elektronický model neurónu realizovaný pomocou operačného zosilňovača

Číslo patentu: U 7284

Dátum: 03.11.2015

Autor: Horváth Dušan

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

m) SK ÚŽITKOVÝ VZOR 4(22) Dátum podania prihlášky 8. 7. 2014 (13) Druh dokumentu Yl(32) Dátum podania prioritnej prihlášky (51) ĺľlľ C 1- (201501)(43) Dátum zverejnenia prihlášky 2. 6. 2015 Vestník UPV SR č. 06/2015ÚRAD úžitkového vzoru 3. 11. 2015 PRJEMYSELNÉHO Vestník UPV SR č. 11/2015VLAS TNÍCTVA (47) Dátum zápisu a sprístupnenia SLOVENSKEJ REPUBLIKY úžitkového vzoru verejnosti 22. 9. 2015(62) Číslo pôvodnej prihlášky V prípade vylúčenej prihlášky(67) Číslo pôvodnej patentovej prihlášky v prípade odbočenia(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(96) Číslo podania európskej pátentovej prihlášky(54) Názov Elektronický model neurónu realizovaný pomocou operačného zosilňovačaElektronický model neurónu pozostáva z operačného zosil- x , .- °ňovača vo funkcii sumátora, bloku aktivačnej funkcie, i(4). Na vstup operačného zosilňovača sú privedené vstupné(Avektory X 2, Xl, X 0 cez vstupné odpory. Medzi vstup a výstup operačného zosilňovača je pripojený spätnoväzbový odpor (4). Na výstup operačného zosilňovačaje pripojený vstup bloku aktivačnej funkcie a na výstupe bloku aktivačnej funkcie je zapojená (LED) dióda na indikáciu očakávaných hodnôt v závislosti od vstupných vektorov X 2,Xl, X 0 na vstupných odporoch (3 a, 3 b, 3 c).Matematický neurćn je inšpirovaný biologickým neurónom a je realizovaný softvérovo. Neuróny sú spájané do zložitejších štruktúr zvaných neurónové siete (Petr Novák Mobilní roboty (l. diel) Praha 2005. 247 strán. ISBN 80-7300-141-1). V závislosti od typu neurónovej siete a spracovania vstupných údajov je výpočet výstupu neurónovej siete V reálnom čase náročný ná Výpočtový výkon počítača, pretože údaje sú spracováváné sekvenčne alebo viac-menej paralelne.Podstata technického riešenia spočíva v súčasnom spracovaní vstupných údajov pomocou hardvéru, a tým v rýchlejšom spracovaní vstupných údajov.Samotná podstata využitia technického riešenia spočíva v tom, že matematický neurón (softvér) je nahradený operačným zosilňovačom zapojeným ako invertujúci sumátor. Pomer spätnoväzbového odporu a jednotlivých vstupných odporov slúži ako váhy (pamäť) neurónu. Vstupné odpory boli vypočítané V procese učenia neurónu. Údaje na vstupe idú na vstupné odpory a slúžia na získanie očakávaných hodnôt na výstupe neuronu.Prehľad obrázkov na výkresochNa obrázku č. l je vyobrazenie schémy technického riešenia neurónu s prenosovou funkciou Signum.Elektronický model neurónu realizovaný pomocou operačného zosilňovača pozostáva z operačného zosilňovača l vo funkcii sumátora, bloku z aktivačnej funkcie, vstupných odporov à, E, x a spätnoväzbového odporu í zapojených tak, že na vstup operačného zosilňovača l sú privedené vstupné vektory X 2, X 1, X 0 cez vstupné odpory Q, Q, x a medzi vstup a výstup operačného zosilňovača l je pripojený spätnoväzbový odpor í a na výstup operačného zosilňovača l je pripojený vstup bloku g aktivačnej funkcie a na výstupe bloku z aktivačnej funkcie je zapojená LED á na indikáciu očakávaných hodnôt V závislosti od vstupných vektorov X 2, X 1, X 0 na vstupných odporoch x, i, 3 c.Tabuľka 1 logická operácia AND so vstupným napätím ilVTabuľka 1 zobrazuje realizáciu logickej operácie AND pomocou operačného zosilňovača. Na vstupné odpory (obrázok l) à bolo privedené napätie i lV. Pomer spätnoväzbového odporu a odporov na vstupoch udáva hodnotu váh WH. V závislosti od polarity váh W (kladné alebo záporné) je vstupné napätie alebo -. V stĺpci Z sú očakávané hodnoty napätia a v stĺpci SUMUv sú namerané hodnoty napätia. Polarita napätia v stĺpci SUMUv je opačná z dôvodu použitia invertujúceho sumátora.Z nameraných hodnôt je zrejmé, že namerané napätia na výstupe sú veľmi podobné očakávaným hodnotám. Presnosť výstupných napätí je daná presnosťou pomeru spätnoväzbového odporu a vstupných odporov.Riešenie slúži ako náhrada softvérového neurónu hardvérovým, čím sa skráti Výpočet hodnôt na výstupe neurónu. V zariadení bol testovaný jeden neurón skladajúci sa zo sumátora (l), bloku (2) realizujúceho aktivačnú funkciu Signum, vstupných odporov (3) a spätnoväzbového odporu (4) na riešenie logických operácií OR, AND a NAND.Elektronický model neurónu realizovaný pomocou operačného zosilňovača, V y z n a č u j ú c i s at ý m , že pozostáva z operačného zosilňovača (1) vo funkcii sumátora, bloku (2) aktivačnej funkcie,vstupných odporov (3 a, 3 b, 3 c) a spätnoväzbového odporu (4) zapojených tak, že na vstup operačného zosilňovača (l) sú privedené vstupné vektory X 2, X 1, XO cez vstupné odpory (3 a, 3 b, 3 c) a medzi vstup a výstup operačného zosilňovača (l) je pripojený spätnoväzbový odpor (4) a na výstup operačného zosilňovača (1) je pripojený vsmp bloku (2) aktivačnej funkcie a na výstupe bloku (2) aktivačnej funkcie je zapojená LED (5) na indikáciu očakávaných hodnôt V závislosti od vstupných vektorov X 2, Xl, X 0 na vstupných odporoch (3 a,3 b, 3 c).

MPK / Značky

MPK: G06N 3/06

Značky: pomocou, model, neuronu, realizovaný, operačného, elektronický, zosilňovača

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-u7284-elektronicky-model-neuronu-realizovany-pomocou-operacneho-zosilnovaca.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Elektronický model neurónu realizovaný pomocou operačného zosilňovača</a>

Podobne patenty