Ученые Саратовского университета сконструировали новый электронный генератор нейроноподобной активности. Искусственный нейрон предназначен для исследований мозга и опережает большинство аналогов по простоте и экономичности. Результаты исследования опубликованы в ведущем научном журнале «Chaos, Solitons & Fractals».
За основу взяли ранее построенную схему и стали ее модифицировать, стараясь с одной стороны уменьшить число элементов, убрать дублирующие контуры и избыточные источники питания, чтобы снизить энергопотребление. С другой стороны, ученые стремились сохранить важные динамические режимы, в первую очередь, импульсной активности.
Лев Такаишвили,
аспирант кафедры системного анализа и автоматического управления СГУ
Когда мы выбросили из схемы почти все лишнее, мы придумали очень интересный трюк с диодом в цепи операционного усилителя, который существенно улучшил характеристики устройства. Для новой схемы мы построили вольтамперные характеристики, затем измерили зависимость амплитуды сигнала от сопротивления потенциометра, на который заменили один из управляющих резисторов, чтобы было проще менять режимы генерации
Исследователи выполнили полный цикл разработки искусственного нейрона.
И.В. Сысоев,
профессор кафедры системного анализа и автоматического управления СГУ
У нас есть математическая модель, имитационная модель, построенная в симуляторе схем ngSPICE, и натурная реализация. Мы собрали уже целых четыре устройства
По его словам, в своей работе ученые решили три основные задачи. Во-первых, они упростили существующую схему. Во-вторых, модифицировали ее так, чтобы сделать колебания более импульсными, как в реальных нейронах. В-третьих, добились определенной модульности. Изменяя число диодов в схеме, можно варьировать форму колебаний подобно тому, как отличается форма разных типов нейронов мозга: пирамид, интернейронов, ретикулярных клеток.
