一种模拟电磁辐射下的Hopfield神经网络模型制造技术

本发明专利技术公开了一种模拟电磁辐射下的三维Hopfield神经网络的等效模拟电路，包括负输出双曲正切函数实现电路以及三维的Hopfield神经网络主电路。本发明专利技术将三次磁控忆阻器模型作为突触连接引入到神经系统中，以Hopfield神经元为研究对象，引入电磁辐射效应作为控制参量，设计出可以模拟电磁辐射下Hopfield神经网络复杂行为的电路。本发明专利技术结构清晰，所用元器件简单可寻，易于理论分析和电路集成。该电路用电磁辐射强度λ控制，只需改变一个可变电阻值Rx，即可产生复杂的动力学行为，对神经系统中的电磁辐射效应对于大脑的记忆行为以及神经系统某些疾病的发生机制的研究具有较大的价值。价值。价值。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟电磁辐射下的Hopfield神经网络模型


[0001]本专利技术涉及Hopfield神经网络接收外部刺激改变神经元状态
，特别是涉及电磁辐射下的三维Hopfield神经网络模型实现电路。

技术介绍

[0002]人脑在处理外界信息时，会产生复杂的电信号传输和离子交换。根据麦克斯韦电磁感应理论，神经系统中的电信号与离子交换会产生复杂的电磁场。为模拟神经系统中的电磁辐射效应，引入三次磁控忆阻器模型作为突触连接引入到Hopfield神经网络中，Hopfield神经网络能够较好地模拟大脑中的混沌行为，体现神经元与神经元之间突触的耦合连接权重，对于人们深入研究和模拟大脑的机能具有很好的参考作用，因此能够以Hopfield神经元作为研究对象，考察在忆阻突出耦合下的神经系统中电磁辐射对其动力学行为的影响。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足，本专利技术提供了一种模拟电磁辐射的激励下的三维Hopfield神经网络模型实现电路。
[0004]本专利技术解决技术问题所要采用的技术方案是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟电磁辐射下的Hopfield神经网络模型，其特征在于：将三次磁控忆阻器模型作为突触连接引入到神经系统中，包括
“‑
Tanh”模块实现电路和三维Hopfield神经电路；电磁辐射对神经元的影响通过跨胞膜的磁通波动来描述，并且通过使用磁控忆阻器实现磁通与膜电压之间的耦合，磁控忆阻器表示如下：其中i，v，分别是输出电流、输入电压和磁通；表示记忆电导，α、β是忆阻器的两个参数；考虑到神经元2受到电磁辐射的影响时，可以建立电磁辐射下神经网络的模型如下：x1、x2和x3分别为神经元的膜电位，参数是神经元2上的磁通，是由磁通和磁场的变化引起的感应电流，λ代表电磁辐射的强度，m为膜电位x2变化对磁通的影响参数，为磁通量的泄漏；以上方程分别采用积分通道一、积分通道二和积分通道三来实现，三个积分通道作为三维Hopfield神经网络的主电路，根据基尔霍夫电路定律和电路元器件的电学特性，对应的电路方程表示为：其中，RC是积分时间常数，v1、v2和v3是三个电路变量，它对应于三维Hopfield神经网络系统中的x1、x2和x3，表示神经网络中三个神经元的膜电位，R、R11、R12、R13、R21、R22、R23、Rx、Ra、Rb、R31、R32、R33、R42、R44均表示电阻，其中Rx为可调电阻，用于控制电磁辐射强度，直接影响控制神经网络的动力学行为。2.根据权利要求1所述的一种模拟电磁辐射下的Hopfield神经网络模型，其特征在于：积分通道一的实现电路包括神经网络内部的输入端Va、Vb、Vc，运算放大器U1和U2，以及
“‑
Tanh”模块实现电路；所述神经网络内部的输入端Va、Vb、Vc分别串联电阻R11、R12和R13后连接至运算放大器U1的反相输入端；运算放大器U1的反相输入端和输出端之间并联一个电容C和一个电阻R；运算放大器UI输出端输出的电压v1经过
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Tanh”模块实现电路后得到输出电压Va；输出电压Va串接一个电阻R后连接至运算放大器U2的反相输入端；运算放
大器U2的反相输入端和输出端之间并联一个电阻R，运算放大器U2的输出端输出
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Va，输出
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Va作为积分通道二实现电路的一个输入信号，运算放大器U1和U2的同相输入端均接地；积分通道二的实现电路包括神经网络内部的输入端
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Va、Vb、
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Vc和电磁辐射模块EMR以及运算放大器U5、运算放大器U6和
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Tanh”模块实现电路；磁辐射模块EMR包含运算放大器U3、U4、U9和两个乘法器M1、M2，电压v2作为输入串接电阻Rx到运算放大器U3的反向输入端，运算放大器U3的反相输入端和输出端之间的并联一个电阻R，输出端接乘法器M2，且输出端作为输入串接电阻R到运算放大器U9的反向输入端，运算放大器U9的反相输入端和反相输出端并联一个电阻R，输出端接电阻Ra到EMR，电压v2作为输入串接电阻R42到运算放大器U4的反相输入端，运算放大器U4的反相输入端和反相输出端并联一个电容C和一个电阻R44，得到输...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋欣，王光义，董玉姣，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：