基于突触扩展规则的带电荷脉冲神经膜系统计算能力研究

发布时间：2021-12-11 14:32

　　带电荷脉冲神经膜系统是受生物神经元细胞膜具有极化现象启发而提出的一种新型脉冲神经膜系统。在带电荷脉冲神经膜系统的基础上,结合生物反射弧现象,利用神经元能够通过突触传递信号给相邻神经元的生物特性,提出了一种基于突触扩展规则的带电荷脉冲神经膜系统。在这类系统中,每个神经元的规则集合被放置在神经元突触上,由神经元的电荷状态控制规则的使用。研究了基于突触扩展规则的带电荷脉冲神经膜系统作为任意自然数的产生和识别装置的计算通用性,结果表明该系统可以计算任意图灵可计算自然数,具有与图灵机等价的计算能力。 

【文章来源】：重庆理工大学学报(自然科学). 2020,34(12)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

一个简单的PSNRS P系统示意图

加法模块如图2所示，用于模拟加法指令li=(ADD(r),lj,lk)。相当于将注册器r中的数值增加1，且非确定性选择lj或lk作为下一时刻的执行指令。假设系统∏"在某时刻t，开始模拟加法指令li，神经元σli从环境中接受2个脉冲，突触(li,r)上的规则0/a2→a2;0激发，神经元σli发送2个脉冲和中性电荷到神经元σr，意味着注册器r加1。同时，突触(li,C1)上的2条规则0/a2→a2;-和0/a2→a2;+将非确定性地选择其中1条使用，下面分2种情况讨论:

减法模块如图3所示，用于模拟减法指令li=(SUB(r),lj,lk)。减法指令中，注册器中的数值有空和非空等2种状态，如果注册器r中的数值不为空，则将其减去1，执行指令lj，否则直接执行指令lk。假设系统Π"在某一时刻t，从环境中接收到2个脉冲，神经元σli通过相应的突触规则分别向神经元C1,r,C2发送1个脉冲，此刻C1,C2的电荷状态保持不变，但是神经元r接收到1个正电荷从而带正电。在减法模块中，注册器r中的数值对应神经元r中的脉冲数2n(n=0orn≥1)，根据神经元r中的脉冲数不同，有以下2种不同的运算过程:

【参考文献】：
期刊论文
[1]最小串行策略下脉冲神经膜系统的语言产生能力[J]. 李立,江克勤.  南京理工大学学报. 2018(05)
[2]A Linear-Time Solution for All-SAT Problem Based on P System[J]. GUO Ping,ZHU Jian,CHEN Haizhu,YANG Ruilong.  Chinese Journal of Electronics. 2018(02)
[3]脉冲神经膜系统在穷举使用规则下产生的二进制字符串语言[J]. 江赟,石晓龙,张征.  计算机学报. 2009(12)

博士论文
[1]新型脉冲神经膜系统建模及其计算能力研究[D]. 吴庭芳.华中科技大学 2018



本文编号：3534848