忆阻突触耦合Hopfield神经网络的初值敏感动力学

该文报道了3神经元Hopfield神经网络(HNN)在电磁感应电流作用下的初值敏感动力学。利用非理想忆阻突触，模拟由两个相邻神经元膜电位之差引起的电磁感应电流，构建了一种简单的4维忆阻Hopfield神经网络模型。借助理论分析和数值仿真，分析了不同忆阻突触耦合强度下的复杂动力学行为，揭示了与状态初值密切相关的特殊动力学行为。最后，设计了该忆阻HNN的模拟等效实现电路，并由PSIM电路仿真验证了MATLAB数值仿真的正确性。     

一种新型绝对值忆阻耦合自突触Hopfield神经网络的动力学分析及其电路实现

神经元作为大脑基本的组成单元能够产生复杂的动力学行为。目前大部分的研究是关于两个神经元系统的忆阻耦合突触，而忆阻耦合自突触权重的单神经元模型的研究相对较少。本文提出了绝对值忆阻耦合自突触权值的Hopfield神经网络(HNN)模型，以自耦合权重作为唯一的调节参数。利用基本的动力学分析方法，讨论了不同耦合强度下系统的动力学行为，研究了不同初始值下对称吸引子的共存行为。结果表明，这些丰富的非线性动力学行为包括周期倍增分岔、混沌、周期窗和对称自激吸引子共存。最后，通过PSpice仿真验证了所提出的忆阻HNN的理论分析结果的正确性。     

海马神经元的原子力显微成像

原子力显微镜(AFM)对完整的细胞成像并同时进行微细结构观察尚有一定困难。本实验改进了标本制备的过程．用原子力显微镜对戊二醛固定的海马神经元进行扫描，建立了方便、实用的完整海马神经元自完整胞体至超微结构的原子力显微镜成像技术，并用改进的方法获得了完整海马神经元及其超微结构的清晰的三维成像，并发现了一些其它显微技术所不能发现的微细结构。这些结构包括：①海马神经元胞体的亚细胞部分及这些亚细胞部分所具有的不同功能；②神经突触的完整形态；③损伤细胞膜表面出现的孔洞；④通过神经突触所形成的神经网络结构。     

人工神经网络的发展及现状

人脑由复杂的神经网络构成,拥有极强的信息处理、学习和记忆能力,并且具有功耗低、神经元密度高等特点。利用现有的电路元件搭建出类似大脑功能的人工神经网络成为当今人工智能研究的热点。在人工神经网络的研究中,信息的编码、神经元模型的建立以及突触的选择是最关键的3个要素。分别介绍了4种不同种类的编码方式和4种不同类型的神经元模型。对忆阻器用作神经突触的特点进行了简要阐述,并对其数学模型和对应的工作方式作了详细概括。     

基于突触可塑性的SNN随钻陀螺仪漂移处理

针对随钻振动引起MEMS陀螺仪的数据漂移问题,文中提出了一种脉冲神经网络算法.首先根据陀螺仪漂移误差的时间特性,利用脉冲网络的脉冲时间编码陀螺仪的信息强度.然后利用Izhikevich神经元模型的突触可塑性,调节激发性突触电导并抑制性突触电导,增强网络的鲁棒性,从而提高陀螺仪信号对噪声的抗干扰能力.在不同振动频率下,分...     

结合自适应脉冲耦合神经网络和最大类间方差准则的眼底图像血管自动检测方法

结合自适应脉冲耦合神经网络(PCNN)和最大类间方差准则,该文提出一种眼底图像血管自动检测方法。首先采用对比度受限的自适应直方图均衡化(CLAHE)和2维高斯匹配滤波对眼底图像进行预处理,以增强血管和背景的对比度;然后基于简化PCNN模型,结合最大类间方差准则对预处理后的眼底图像进行分割,针对PCNN神经元的链接强度通常为常数的不足,使用像素的拉普拉斯能量(EOL)作为对应神经元的链接强度值,使得 PCNN能够根据像素特征自适应地调整神经元的链接强度;最后采用面积滤波、断点连接对分割结果进行后处理,得到最终的血管检测结果。对STARE眼底图像库的实验结果表明,该方法具有较高的鲁棒性、有效性和可靠性。     

一种改进FHN神经元滤波模型研究

突触滤波是神经元处理和传递信息的重要过程,有助于生物在复杂环境中获取所需信息.针对当前人工神经元模型中较少考虑到突触滤波机制,本文以FitzHugh-Nagumo(FHN)人工神经元模型为基础构建基于膜电势增量变化的神经元数学模型,在此基础上模拟突触滤波机制,从而提出一种改进FHN神经元滤波模型.而后,对该模型的稳定性条件、幅频响应进行了分析,并通过不同信噪比条件下的典型信号和语音信号实验对该模型的信息传递能力和滤波能力进行验证.实验结果表明,该模型能够有效传递输入信息、提高输入信息强度,且有效抑制其中噪声部分.     

大鼠脑缺血／再灌注后突触超微结构的改变

突触是神经元进行信息传递的特化结构，且对缺血敏感。本实验应用透射电镜对脑缺血再灌注后不同时段突触的超微结构进行了观察，结果显示：假手术组，神经毡内可见大量突触，突触前后成分境界清楚，轮廓完整，突触前终末内突触小泡多，分布密集均匀，多为圆形清亮小泡(图1)；缺血2h，变化尚     

混沌神经网络在发电机故障诊断中的应用

采用耦合的混沌振荡子作为单个混沌神经元构造混沌神经网络模型,采用改进Hebb算法设计网络的连接权值。在此基础上,实现了混沌神经网络的动态联想记忆,并应用该混沌神经网络模型对发电机定子绕组匝间短路故障进行诊断。结果表明,该种方法有助于故障模式的记忆和重现。     

低功耗非对称性可调STDP突触电路设计

基于65 nm CMOS工艺设计了一种可用于脉冲神经网络系统的低功耗、高能效、结构紧凑的突触电路.突触电路采用开关电容电路结构,直接接收来自神经元电路的脉冲信号,根据脉冲时间依赖可塑性(STDP)学习规则调节突触权重,并实现了权重学习窗口的非对称性调节,使突触电路可以适应不同情况.仿真结果表明,突触电路耗能约为0.4 ...     

基于径向基函数神经网络的内模控制

文章用径向基神经网络设计内模控制系统,径向基神经网络是通过调整隐层与输出层间的连接权系数来逼近函数,如果隐层神经元数目过少,难免会出现收敛时间长,控制质量差,甚至发散的现象。为此,本文提出了增加调整基函数形状参数和中心向量的方法予以避免,并证明了网络不同调整参量收敛于目标函数极小点的性质。     

模拟神经元电路实现研究现状与进展

人工神经网络是现代信息处理领域的一个重要的方法。相对于软件实现 ,硬件实现方式能充分发挥神经网络并行处理的特点。用模拟电路实现神经网络电路形式简单、功耗低、速度快、占用芯片面积小 ,可以提高在神经网络芯片上神经元的集成度 ,神经元电路适合用模拟电路实现。文中综述了当前神经网络单元的模拟 VLSI实现的成果、新技术以及作者的工作成果。针对应用最广泛的线性和平方突触神经元 ,详细从权值存储单元、突触电路和阈值函数电路三方面来叙述。对各种实现方式的优缺点进行了比较 ,同时指出了神经网络实现电路中需要考虑的因素。最后 ,展望了用集成电路技术实现自学习神经网络的发展方向     

基于类脑脉冲神经网络的光纤油气管道监测

为了提高光纤油气管道监测效果,采用类脑脉冲神经网络算法。首先通过累加平均法对光纤传感器振动信号进行消噪;接着利用小波包对振动信号频带分解,将信号在频域上平均分为８个频段,把各频段的能量占比作为神经网络训练输入;然后基于脉冲响应对类脑神经元设计,神经元连接的强度与前、后神经元激活时间差函数关系非线性设计,振动输入数据与神经元脉冲转换;最后给出了算法流程。实验仿真显示本文算对单一振动信号识别准确率在9587左右,两种振动混合信号识别准确率在9052左右,指标优于其他算法,同时定位误差小于其他算法。     

基于引导因子的神经元学习规则及其应用研究

作为神经网络控制的基本单元，采用不同学习规则的神经元控制器，对神经元的学习过程将产生不同的影响。本文通过对神经元学习规则的探讨，提出了一种基于引导因子的神经元改进学习规则，并将其用于实际控制系统中。仿真结果表明，改进的方法对于加速神经元学习过程，提高控制器性能，具有较为显著的作用。     

一种可扩展BP在片学习神经网络芯片

基于0.6μm标准CMOS工艺,设计并实现了一种可扩展BP在片学习神经网络芯片.该芯片包含8个神经元和64个突触.提出了一种新颖的可扩展拓扑结构,使得利用该芯片构成完整的神经网络系统时,不需附加额外的神经元误差计算芯片;将L个芯片层叠起来就可以得到一个L层的神经网络.该芯片采用模拟电路,利用电容进行电荷存储,在片学习本身可用于权重刷新以保证权重值的正确性.奇偶校验实验证明了该神经网络芯片具有在片学习的能力.     

用分维神经网络实现短期记忆

神经网络中的突触连接矩阵储存有限的信息,当神经网络在线使用时,基于Ｈｅｂｂ规则的网络模型将不再适用,本文提出用分维神经网络实现短期记忆,要求旧的模式随时间而遗忘,最近存储的模式可以可靠记忆,实验结果表明,该网络模型适用于在线工作,且优于对比方法。     

用分维神经网络实现短期记忆

神经网络中的突触连接矩阵储存有限的信息。当神经网络在线使用时,基于Hebb规则的网络模型将不再适用。本文提出用分维神经网络实现短期记忆,要求旧的模式随时间而遗忘,最近存储的模式可以可靠记忆。实验结果表明,该网络模型适用于在线工作,且优于对比方法。     

一种基于浮栅NMOS晶体管的可编程神经网络芯片的设计和应用

本文设计了一种浮栅NMOS晶体管神经网络,其结构简单、占用芯片面积小、连接强度可连续调整,同时,还具有分布神经元结构特点,可级联成大网络.用3μm浮栅NMOS工艺制造出的8×8全互连神经网络芯片,它有128个可编程浮栅NMOS晶体管,相当于8个神经元构成的全互连网络.以阿拉伯数字识别和二值图象处理为例,研究结果表明,该网络具有实用前景,且有很大灵活性,同时由于结构简单和适合集成电路工艺特点而便于制造。     

神经元电突触前向传输电导的时变特性

电突触前膜在高于阈值的刺激下,产生一个大小不变的动作电位,突触后细胞可直接被突触前轴突中伴随动作电位产生的电紧张所激活,突触膜相当于整流器,电流只能从突触前神经元流向突触后神经元。电流流过神经元之间结合部时,连结电导将随时间变化。     

缺锌大鼠海马生长抑素神经元突触结构的变化

实验采用液体缺锌饲料罐胃的方式使大鼠缺锌两周，采用ＡＢＣ免疫酶技术，电镜下观测了海马生长抑素（ＳＳ）神经元突触结构及其内线粒体数目以及含有不同级数量（〈１０，１１～５０，〉５５）ＳＳ阳性囊泡突触比例的变化，结果表明：在缺锌状态下，海马ＳＳ神经元突触结构内线粒体数减少（Ｐ〈０．０１）少于１０个囊泡的ＳＳ阳性突触增加，而大于５０个囊孢的ＳＳ阳性突触则明显减少（Ｘ＾２＝１０５．１８，Ｐ〈０．０５），说明