Бокоцей І. В. Цифрові та імпульсні нейроелементи для образних нейрокомп'ютерів

Об'єктом дослідження є процеси функціонування нейроелементів як компонентів комп'ютерної техніки, що виконують функції перетворення інформації, властиві біологічному нейрону. Метою дослідження є підвищення швидкодії та покращення експлуатаційних параметрів нейроелементів шляхом удосконалення їх структурно-функціональної організації та реалізації їх на сучасній оптоелектронній елементній базі. Для досягнення поставленої мети вдосконалено математичні моделі та структури нейроелементів і розроблено апаратні реалізації цих нейроелементів та компактної оптоелектронної імпульсної нейронної мережі на запропонованих імпульсних нейроелементах. Наукова новизна полягає в тому, що вперше запропоновано логіко-часову модель нейрона та його функціональну структуру, де використовується логіко-часове подання інформації та алгебраїчне підсумовування часових інтервалів із довільними моментами початку та закінчення, що дозволило зменшити апаратурні витрати та розширити функціональні можливості нейроелементів. Удосконалено математичну модель та структурну організацію багаторозрядного цифрового нейроелемента, в якому для прискорення операції додавання застосовано просторово-часове підсумовування за різницевими зрізами, що дозволило підвищити середню швидкодію нейроелемента. Удосконалено структурну організацію імпульсного нейроелемента, яка за рахунок введення роздільних фотоприймачів для збуджувальних і гальмівних сигналів і порогового пристрою з підвищеним вихідним струмом, дозволяє будувати на їх основі опто-електронні імпульсні нейронні мережі з покращеними показниками. Удосконалено математичну модель імпульсного нейроелемента на біспін-приладі, в якій враховуються внутрішні параметри напівпровідникової біспін-структури, що дозволило підвищити її точність, достовірність та розширити область її використання для забезпечення потрібних параметрів нейроелементів на етапі проектування та виготовлення напівпровідникових чіпів. Практична цінність полягає в створенні структурно-функціональних та принципових схем апаратної реалізації запропонованих нейроелементів та отриманні результатів комп'ютерного моделювання та експериментальних досліджень запропонованих нейроелементів. Ступінь впровадження - результати дисертаційної роботи впроваджені на виробничій базі Жмеринкаводоканал для визначення місця пошкодження підземних трубопроводів (м. Жмеринка, Україна), а теоретичні положення роботи використовуються у навчальному процесі кафедри комп'ютерних наук ВНТУ. Сфера (галузь) використання - в нейрокомп'ютерних системах обробки та розпізнавання сигналів різної природи, при побудові функціональних вузлів образних комп'ютерів.