基于忆阻的联想记忆泛化和分化电路设计及应用

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传统巴甫洛夫联想记忆实现的学习和遗忘功能,分别对应于经典条件反射中的强化和消退定律。实际上,经典条件反射除了强化和消退定律外,还包含了泛化和分化定律。在传统的巴甫洛夫联想记忆基础之上加入泛化和分化功能,可以更加充分的模拟大脑的联想记忆过程,为类脑系统的进一步发展提供参考。
  本文设计了基于忆阻的联想记忆泛化和分化电路,电路经过最初的联想记忆学习之后可以对某种条件刺激做出反应,然而当相似的条件刺激作用于电路时,电路会做出类似的响应,这就是泛化现象。为了使神经网络电路能够充分的认知这两种相似的刺激并最终加以区分,文中采用了一种特殊的学习方法来训练整个神经网络电路。因此,当这两种相似的刺激再次分别作用于电路时,电路会产生不同的响应,这就是分化现象。本文采用忆阻器模拟联想记忆神经网络电路中连接神经元之间的突触,在传统的巴甫洛夫联想记忆基础之上,加入了泛化和分化功能。此外,本文还研究了时滞特性对联想记忆的影响,并进行了仿真实验验证。最后本文还设计了一种基于刺激物特征作为输入的联想记忆泛化和分化电路,并且将该电路应用于简单的分类与识别。
  本文的主要研究成果是在传统的巴甫洛夫联想记忆电路基础之上,加入泛化和分化功能,并考虑了时滞特性,使整个电路更加符合人类的联想记忆方式,能够更加充分的学习相似刺激物之间的区别,避免联想记忆的混乱,并将改进的联想记忆电路应用于分类与识别领域,为推动类脑智能的发展打下基础。
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