РЕАЛІЗАЦІЙНА МОДЕЛЬ АДАПТИВНОГО СУМАТОРА ДЛЯ НЕЙРОПОДІБНИХ ЕЛЕМЕНТІВ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1999-9941-2020-49-3-45-53Ключові слова:
адаптивний суматор, багатооперадне підсумовування, нейроподібні елементи, нейротехнологіїАнотація
Одним з перспективних напрямків використання нейротехнологій є робототехніка, а саме, системи технічного зору і системи керування для мобільних роботів різного застосування. Зокрема однією з базових задач для цих систем у складі автономних роботів є задача розпізнавання об’єктів і визначення контурів перешкод на шляху пересування мобільних роботів у недетермінованому середовищі. Для компактної та надійної реалізації базових вузлів цих систем немає альтернативи застосуванню нейромережевих технологій з орієнтацію на перспективні сучасні засоби (ПЛІС). При цьому необхідно враховувати одночасне сприйняття візуальної інформації, що потребує, у свою чергу, паралельної просторово-розподіленої обробки значних масивів інформації. В роботі запропоновано структуру адаптивного суматора, що входить до складу штучних нейронів, які є базовими нейроподібними елементами нейромереж різного типу. Запропонований конвеєрний підсумовуючий пристрій має розширені функціональні можливості, оскільки моделює роботу адаптивного суматора у складі формального нейрона з формуванням результату обробки з урахуванням зовнішнього зміщення зі знаком, а також виконує одночасно паралельне підсумовування чисел векторного масиву вхідних даних з формуванням їх суми. Запропонований адаптивний суматор має регулярну структуру, що складається з (n+1) комірок майже з однаковим набором вузлів та зв’язків між ними, а також реалізує просторово-розподілений процес паралельної обробки над n вхідними елементами векторного масиву. Все це дозволяє спростити процес розміщення адаптивного суматора у мікросхемі ПЛІС. Орієнтація на потужні у функціональному і технологічному відношенні мікросхеми ПЛІС дозволяє отримати компактні та повнофункціональні нейроструктури різного призначення, необхідність в яких вкрай важлива у системах керування мобільних роботів.
Посилання
M. T. Dzhons, Programmirovanie iskusstvennogo intellekta, per. s angl. M.: Rossiya: DMK Press, 2004.
P. I. Kravets, V. M. Shimkovich, O. I. Nikolin, «Neyromerezheva sistema mashinnogo bachennya z aparatno-programnoyu realizatsieyu na PLIS», Naukoviy zhurnal «Molodiy vcheniy», № 5 (20), s. 47‒50. 2015.
A. V. Gavrilov, V. V. Gubarev, K. H. Dzho, H. H. Li, «Arhitektura gibridnoy intellektualnoy sistemyi upravleniya mobilnogo robota», Vestnik NTTU, № 2, s. 3‒13. 2004.
A. I. Korendyasev, B. L. Salamandra, L. I. Tyives, Teoreticheskie osnovyi robototehniki. M., Rossiya: Nauka, 2006.
T. B. Martyniuk, A. V. Kozhemiako, N. O. Denisyuk, T. Yu. Pozdnyakova, «Analіz operatsіynogo bazisu dlya neyromerezhevih Intelektualnih sistem», Informatsіynі tehnologyi ta komyuterna inzhenerіya, № 2 (33), s. 83‒87. 2015.
T. B. Martyniuk, A. V. Kozhemiako, L. M. Kupershteyn, O. S. Bezkrevniy, «Operatsіyno-elementniy bazis dlya іntelektualnih sistem», Vіsnik Hmelnitskogo natsіonalnogo unіversitetu, № 6, s. 37‒44. 2019.
S. A. Vasiletskiy, O. K. Kolesnitskiy, «Matematichne ta kompyuterne modelyuvannya optoelektronnogo chastotno-dinamichnogo neyronnogo elementa», Optiko-elektronnі Informatsіyno-energetichnі tehnologyi, № 2, s. 96‒101. 2001.
Neural Network-Systems Techniques and Applications, Algorithms and Architectures, Edited by Cornelius T. Leondes, Academic Press, 465 pp. 1998.
T. B. Martyniuk, V. V. Homyuk, «Osobennosti matematicheskoy modeli diskretnogo SM-preobrazovaniya», Matematichni mashini i sistemi, № 4, s.145‒155. 2010.
L. Timchenko, M. Grudin, T. Martyniuk, A. Kozhemiako, «Parallel Transformation», Upravlyayuschie sistemi i mashiny, № 5, s. 93‒95. 1998.
T. B. Martyniuk, L. Kupershteyn, A. Kozhemiako, Aspekty raznostno-srezovoy obrabotki dannyih v neyrostrukturah. LAMBERT Academic Publishing, 2018.
A. S. Vasyura, T. B. Martyniuk, L. M. Kupershteyn Metodi ta zasobi neyropodibnoi obrobki danih dlya sistem keruvannya. VInnitsya, UkraYina: UNIVERSUM–VInnitsya, 2008.
T. B. Martyniuk, «Model porogovogo neyrona na osnove parallelnoy obrabotki po raznostnyim srezam», Kibernetika i sistemnyi analiz, № 4, s. 78‒89. 2005.
V. P. Kozhemiako, T. B. Martyniuk, L. M. Kupershteyn, «Model “byistrogo neyrona” s obrabotkoy dannyih po printsipu raznostnyih srezov», Optiko-elektronns Informatsiyno-energetichni tehnologiyi, № 2 (18), s. 87‒98. 2009.
T. Martyniuk, A. Kozhemiako, A. Buda, L. Kupershtein, «The model of multifunctional neural element of intelligent systems», Education-Technology-Computer science, Main problems of informatics and information education: Scientific annual №/4/2013/part 2. Rzeszow, Poland: pp. 366‒371. 2013.
T. B. Martyniuk, L. I. Timchenko, L. M. Kupershteyn, «Apparatnaya realizatsiya modeli formalnogo neyrona», Elektronnoe modelirovanie, T. 32, № 4, s. 35‒47. 2010.
T. B. Martyniuk, A. V. Kozhemiako, V. V. Homyuk, «Modeli sistolicheskih massivov dlya obrabotki vektornyih dannyih po raznostnyim srezam», Upravlyayuschie sistemyi i mashiny, № 5, s. 46–55. 2009.
T. B. Martyniuk, A. V. Kozhemiako, N. V. Fofanova, O.M. Nakonechniy, «Adaptivniy sumator dlya sistemi keruvannya robotom», Optiko-elektronni Informatsiyno-energetichni tehnologiyi, № 2 (10), s. 96‒101. 2005.
T. B. Martyniuk, L. I. Timchenko, A. V. Kozhemiako, L. M. Kupershteyn, «Effektivnost posrezovoy obrabotki vektornyih massivov dannyih», Matematichni mashini i sistemi, № 2, s. 60-67. 2017.
T. B. Martyniuk, V. V. Homyuk, «Multiobrabotka massivov dannyih po raznostnyim srezam», Kibernetika i sistemnyiy analiz, № 6, s. 132‒137. 2011.
V. V. Kruglov, V. V. Borisov, Iskusstvennyie neyronnyie seti. Teoriya i praktika, 2-e izd. M., Rossiya: Goryachaya liniya – Telekom, 2002.
T. B. Martyniuk, A. V. Kozhemiako, L. M. Kupershteyn I A. V. Shepotailo, «Konveerniy pidsumovuyuchiy pristriy», Patent Ukraini G06G7/14. №142771 U,
T. B. Martinyuk, A. V. Kozhemiako, Sistolschni strukturi dlya bagatooperandnoi obrobki vektornih danih. Vinnitsya, Ukraina: UNIVERSUM-Vinnitsya, 2007.
V. V. Korablev, V. A. Korablev, «Ispolzovanie iskusstvennogo intellekta v prikladnoy robototehnike», na 2-y Mizhnar. nauk.-tehn. konf. Obchislyuvalniy Intelekt (rezultati, problemi, perspektivi) «OI-2015», Cherkasi, 2015, s. 213‒214.
V. Ababiy, V Sudachevskiy, M. Podubnyiy, G. Safonov «Sistema mobilnyih robotov dlya poiska istochnikov yoniziruyuschey radiatsiy», na 2-y Mizhnar. nauk.-tehn. konf. Obchislyuvalniy Intelekt (rezultati, problemi, perspektivi) «OI-2015», Cherkasi, 2015, s. 163‒164.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 164
